42 页 GPU 架构手册:厘清利用率、占用率与瓶颈的误区
techNmak · x · 2026-10-18
作者 techNmak 基于 42 页手写手册(附一页概览图)澄清了 GPU 性能的常见误读:
- 三个层面要分开:launch 的任务、真正驻留 GPU 的任务、当下可发射的任务不是一回事。例如 240 个 block × 256 线程 = 61,440 逻辑线程(1,920 个 warp),但驻留数量取决于寄存器、共享内存、warp/block 上限等约束。
- 指标陷阱:占用率是驻留数(每 SM 实驻 warp / 最大支持 warp);而 NVML 的 GPU 利用率只是采样窗口内有 kernel 执行的时间占比——GPU 可以显示 100% 利用率,但 Tensor Core、HBM 带宽都没饱和,瓶颈在别处。
- 内存层次:寄存器、共享内存、L1/L2、HBM 各有不同的作用域与管理方式;模型装进 HBM 不代表访问合并好、复用高。FlashAttention 靠 tiling + 重计算减少 HBM 流量就是例子。
- Tensor Core 不是「跑模型」的全部:reduction、逐元素操作、同步、kernel 启动开销仍由其他单元承担。
作者的结论是从「为什么 GPU 没到 100%」转向问「现在到底什么在限制有效进展」。手册覆盖 SM/warp/调度器、延迟隐藏、GEMM 映射、精度等主题。
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