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GPU硬件调试与性能分析工具链实战

共计 30 章节

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GPU硬件调试与性能分析工具链的定位 · 学习目标 · 课程整体框架与实战环境准备

课程导入GPU

GPU硬件架构基础

现代GPU计算单元 · 内存层次 · 调度机制

GPU硬件架构基础

性能分析核心指标

吞吐量 · 延迟 · 占用率

性能分析核心指标吞吐量

调试与性能分析工具链全景

NVIDIA Nsight · AMD ROCm · Intel VTune

调试性能分析工具链全…

环境搭建与工具安装

驱动 · CUDA/ROCm · Nsight套件

环境搭建工具安装

GPU硬件调试基础

常见硬件错误类型（ECC错误 · 超时 · 挂起

GPU硬件调试基础

使用Nsight Systems进行系统级性能分析

时间线 · CPU/GPU并发 · API跟踪

使用Nsight Compute进行内核级分析

内核剖析 · 性能指标解读 · 工作负载分析

硬件计数器与性能监控单元（PMU）

理解GPU性能计数器 · 事件采样 · 指标计算公式

PMU硬件计数器

GPU内存调试

显存泄漏 · 越界访问 · 未对齐访问

GPU内存调试

并发与同步调试

核函数启动 · 流 · 事件

并发同步调试

内核优化实战

通过Nsight Compute识别… · bank conflict · warp divergence等问题

内核优化实战Nsight

多GPU调试与性能分析

多卡通信（NVLink/PCIe） · 负载均衡 · 跨设备同步调试

深度学习训练性能分析

使用Nsight Systems/C…

深度学习训练性能…Nsight

推理部署性能优化

TensorRT · ONNX Runtime等推理引擎的…

推理部署性能优化TensorRT

图形渲染管线调试

使用NVIDIA Nsight Gr… · RenderDoc分析GPU图形性能…

图形渲染管线调试NVIDIA

底层调试工具

CUDA-GDB · ROCm-GDB · GPU内核断点

底层调试工具CUDA-GDB

性能分析自动化

脚本化Nsight命令行工具 · 批量测试 · CI集成

性能分析自动化Nsight

常见性能瓶颈案例

内存带宽受限 · 计算受限 · 延迟受限

常见性能瓶颈案例内存带宽受限

GPU功耗与热调试

功耗监控 · 温度限制 · 频率调节

错误检测与容错

ECC · 持久化内存 · 错误注入

错误检测容错

虚拟化与容器环境调试

GPU虚拟化 · Docker/Kubernetes中…

虚拟化容器环境调试

异构计算调试

CPU-GPU协同 · Pinned内存 · 零拷贝

异构计算调试CPU-GPU

性能分析报告撰写

如何从工具输出中提取关键信息 · 生成可读报告 · 提出优化建议

性能分析报告撰写如何从工具输出

实战项目一

从零优化一个CUDA矩阵乘法内核 · 使用Nsight Compute定位…

实战项目一CUDA

实战项目二

分析并优化一个深度学习训练脚本 · 减少GPU空闲时间 · 提升吞吐量

实战项目二分析并优化一个深…

实战项目三

调试一个图形渲染应用中的GPU崩溃和…

实战项目三GPU

常见问题与解决方案

工具失效 · 驱动不兼容 · 性能数据异常

常见问题解决方案

GPU硬件模拟器（如GPGPU-Si… · 性能模型 · Roofline模型实战应用

高级主题GPU

课程总结与进阶路径

知识体系回顾 · 工具链最佳实践 · 学习资源推荐

课程总结进阶路径