SHF: Small: Automatic Qualitative and Quantitative Verification of CUDA Code
SHF: Small: Automatic Qualitative and Quantitative Verification of CUDA Code
批准号:
2007784
负责人:
Jan Hoffmann
金额:
$50.0万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2020
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2020-10-01 至 2024-09-30
中文摘要
图形处理单元(gpu)上的通用编程已经在机器学习等领域变得普遍。因此,NVIDIA开发了CUDA(计算统一设备架构)框架,通过在c++方言中实现称为内核的专门功能来支持程序员有效地使用gpu。然而,CUDA不寻常的执行模型可能会导致性能异常,这对于CUDA新手程序员来说很难预测。该项目的目标是开发推理技术和自动化工具来预测CUDA内核的资源使用情况。这个项目的成果将极大地有利于软件程序员,包括新手,编写更高效的内核。与其他命令式语言相比,分析CUDA性能的困难之处在于,相同的代码在许多线程上并行运行,这些线程存储本地程序变量的独立副本。这个项目正在开发一种新的分析方法,当需要精确时,它可以推断程序变量的多个副本,但在可能的情况下,为了保持可伸缩性,它会忽略这些信息。此外,CUDA代码的性能在很大程度上取决于其隐藏延迟的能力,例如,通过在多个线程之间快速切换内存操作。因此,精确地推断CUDA内核的执行时间需要推断此类操作的延迟和GPU线程调度器的行为。在这个项目中开发的工具和分析可以为更广泛的开发人员打开通用GPU编程的新兴领域,并在几个重要的计算领域提高代码的质量和效率。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
General-purpose programming on Graphics Processing Units (GPUs) has become prevalent in fields such as machine learning. As a result, NVIDIA has developed the CUDA (Compute Unified Device Architecture) framework to support programmers in effectively using GPUs by implementing specialized functions, called kernels, in a dialect of C++. However, the unusual executionmodel of CUDA may result in performance anomalies that would be difficult to predict for novice CUDA programmers. The objective of this project is to develop reasoning techniques and automated tools for predicting the resource usage of CUDA kernels. The outcomes of this project will greatly benefit software programmers, including novices, in writing more efficient kernels.The difficulty in analyzing the performance of CUDA, as opposed to other imperative languages, is that the same code runs in parallel on many threads that store independent copies of local program variables. This project is developing novel analyses that can reason about multiple copies of program variables when necessary for precision but elide this information when possible to maintain scalability. Furthermore, the performance of CUDA code crucially depends upon its ability to hide latency of, for example, memory operations, by quickly switching among many threads. Reasoning precisely about execution times of CUDA kernels therefore requires reasoning about the latency of such operations and the behavior of the GPU's thread scheduler. The tools and analyses developed in this project can open the emerging field of General-Purpose GPU programming to a wider array of developers and improve the quality and efficiency of code in several important domains of computing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
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DOI:
10.1145/3571259
发表时间:
2020-11
期刊:
Proceedings of the ACM on Programming Languages
影响因子:
--
作者:
[Ankush Das;Di Wang;Jan Hoffmann]
通讯作者:
Ankush Das;Di Wang;Jan Hoffmann
Modeling and analyzing evaluation cost of CUDA kernels
CUDA 内核评估成本建模与分析
DOI:
10.1145/3434306
发表时间:
2021
期刊:
Proceedings of the ACM on Programming Languages
影响因子:
--
作者:
[Muller, Stefan K., Hoffmann, Jan]
通讯作者:
Hoffmann, Jan
Two decades of automatic amortized resource analysis
二十年的自动摊销资源分析
DOI:
10.1017/s0960129521000487
发表时间:
2022
期刊:
Mathematical Structures in Computer Science
影响因子:
0.5
作者:
[Hoffmann, Jan, Jost, Steffen]
通讯作者:
Jost, Steffen
DOI:
10.1109/lics56636.2023.10175720
发表时间:
2023-04
期刊:
2023 38th Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS)
影响因子:
--
作者:
[Jessie Grosen;David M. Kahn;Jan Hoffmann]
通讯作者:
Jessie Grosen;David M. Kahn;Jan Hoffmann
DOI:
10.1145/3498708
发表时间:
2022
期刊:
Proceedings of the ACM on Programming Languages
影响因子:
--
作者:
[Muller, Stefan K.]
通讯作者:
Muller, Stefan K.
SHF: Medium: Language Support for Sound and Efficient Programmable Inference
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批准号:2311983
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$90.0万
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财政年份:2023
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负责人:Jan Hoffmann
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依托单位:
CAREER: Marlin: A Unified Framework for Automatic and Interactive Quantitative Program Analysis
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批准号:1845514
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$51.88万
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财政年份:2019
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负责人:Jan Hoffmann
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依托单位:
SHF: Small: Collaborative Research: Resource-Guided Program Synthesis
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批准号:1812876
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$25.0万
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财政年份:2018
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负责人:Jan Hoffmann
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依托单位:
国内基金
海外基金
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昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: