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- # eBPF教程:追踪CUDA GPU操作
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+ # eBPF 与机器学习可观测:追踪 CUDA GPU 操作
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你是否曾经想知道CUDA应用程序在运行时底层发生了什么?GPU操作由于发生在具有独立内存空间的设备上,因此调试和性能分析变得极为困难。在本教程中,我们将构建一个强大的基于eBPF的追踪工具,让你实时查看CUDA API调用。
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@@ -22,6 +22,14 @@ CUDA(Compute Unified Device Architecture,计算统一设备架构)是NVIDI
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- 错误代码和失败原因
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- 操作的时间信息
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+ ## eBPF技术背景与GPU追踪的挑战
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+ eBPF(Extended Berkeley Packet Filter)最初是为网络数据包过滤而设计的,但现在已经发展成为一个强大的内核编程框架,使开发人员能够在内核空间运行用户定义的程序,而无需修改内核源代码或加载内核模块。eBPF的安全性通过静态分析和运行时验证器来保证,这使得它能够在生产环境中安全地运行。
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+ 传统的系统追踪方法往往存在显著的性能开销和功能限制。例如,使用strace等工具追踪系统调用会导致每个被追踪的系统调用产生数倍的性能损失,因为它需要在内核空间和用户空间之间频繁切换。相比之下,eBPF程序直接在内核空间执行,可以就地处理事件,只在必要时才将汇总或过滤后的数据传递给用户空间,从而大大减少了上下文切换的开销。
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+ GPU追踪面临着独特的挑战。现代GPU是高度并行的处理器,包含数千个小型计算核心,这些核心可以同时执行数万个线程。GPU具有自己的内存层次结构,包括全局内存、共享内存、常数内存和纹理内存,这些内存的访问模式对性能有着巨大影响。更复杂的是,GPU操作通常是异步的,这意味着当CPU启动一个GPU操作后,它可以继续执行其他任务,而无需等待GPU操作完成。另外,CUDA编程模型的异步特性使得调试变得特别困难。当一个内核函数在GPU上执行时,CPU无法直接观察到GPU的内部状态。错误可能在GPU上发生,但直到后续的同步操作(如cudaDeviceSynchronize或cudaStreamSynchronize)时才被检测到,这使得错误源的定位变得困难。此外,GPU内存错误(如数组越界访问)可能导致静默的数据损坏,而不是立即的程序崩溃,这进一步增加了调试的复杂性。
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## 我们追踪的关键CUDA函数
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我们的追踪工具监控几个关键CUDA函数,这些函数代表GPU计算中的主要操作。了解这些函数有助于解释追踪结果并诊断CUDA应用程序中的问题:
You can’t perform that action at this time.
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