RTX2060是否可混合调用Tensor Core与CUDA Core加速代码运行?
方案可行性结论
你提出的RTX 2060混合调用Tensor Core与CUDA Core的方案完全可行,两类计算单元不存在硬件层面的互斥限制,本身就支持协同调度。
底层硬件逻辑
- Tensor Core不是独立于CUDA Core的外置计算单元,它是图灵SM(流多处理器)内部集成的专用矩阵运算硬件,和同SM内的CUDA Core共享寄存器、共享内存、Warp调度资源,从设计之初就是为了和CUDA Core配合工作的:当提交的指令匹配Tensor Core的执行要求时,SM调度器会自动把这部分指令派发到Tensor Core执行,其余通用计算、逻辑控制、非矩阵类运算指令会直接派发到CUDA Core处理,不需要手动做硬件级的资源切分。
- RTX 2060搭载的第一代Tensor Core支持的运算场景有明确限制,不是什么代码都能往上跑:原生仅支持FP16/INT8/INT4精度的矩阵乘加指令,要求矩阵分块维度匹配对应精度下的固定规格(比如FP16场景要求16x16x16的矩阵块),不符合要求的任务根本无法调度到Tensor Core,会默认由CUDA Core执行。
实际落地方法
- 如果是用PyTorch、TensorFlow这类高层深度学习框架:开启自动混合精度(AMP)之后,框架默认就会走混合调度逻辑——卷积、全连接这类符合Tensor Core要求的矩阵算子会自动调用Tensor Core加速,其余自定义算子、逐元素运算、逻辑判断类代码会自动走CUDA Core,不需要手动拆分任务。
- 如果是写原生CUDA代码:你既可以在同一个Kernel里同时嵌入调用Tensor Core的WMMA API代码段、以及跑在CUDA Core上的通用计算代码,由调度器自动分配执行单元;也可以把任务拆分到不同CUDA流,一个流提交适配Tensor Core的矩阵运算任务,另一个流提交CUDA Core负责的通用计算任务,两类任务可以在GPU上并行执行,进一步隐藏运算延迟。
性能优化提醒
- 不要为了“用上Tensor Core”强行适配:如果把原本高精度、不符合矩阵分块要求的任务强行转成Tensor Core支持的格式,带来的精度损失、内存格式转换开销,很可能超过Tensor Core带来的加速收益,反而拖慢整体速度。
- RTX 2060的Tensor Core规模有限,不要对其加速比抱过高预期:只有当代码里存在大量符合要求的密集矩阵运算时,混合调度才能拿到明显的性能提升;如果代码以逻辑判断、逐元素运算、不规则内存访问为主,Tensor Core基本不会参与运算,整体性能还是由CUDA Core的表现决定。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者user17271389
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