الذاكرة المثبّتة باستخدام cudaMallocHost

الذاكرة المثبتة هي ذاكرة مضيف يتعهد نظام التشغيل بألا ينقلها أو يبدّلها إلى القرص. وبما أن عنوانها الفعلي ثابت، يستطيع GPU قراءتها مباشرةً.

سترى مصطلح مقفلة الصفحات مستخدمًا مرادفًا لمصطلح مثبتة. ويعني كلاهما الشيء نفسه: صفحات مقفلة في مكانها بحيث لا يمكن تبديلها إلى القرص مطلقًا.

اطلب ذاكرة مثبتة من CUDA باستخدام cudaMallocHost. وستعيد لك مؤشر مضيف عاديًا يمكنك قراءته والكتابة فيه مثل أي مصفوفة C++.

يعمل المؤشر المُعاد مثل أي مخزن مؤقت للمضيف، لذا يبقى كود CPU لديك دون تغيير. ما عليك سوى تعبئته وقراءة محتواه كما كنت تفعل تمامًا.

بما أن الصفحات لا يمكن نقلها، يتجاوز برنامج التشغيل نسخة النسخ المرحلي المخفية. وتقرأ وحدة GPU البيانات مباشرةً من مخزنك المؤقت، لذا تختفي النسخة المزدوجة.

الفائدة هي عرض النطاق الترددي الحقيقي. غالبًا ما تصل عمليات النقل من الذاكرة المثبتة إلى سرعة الذروة للرابط، وقد تكون أسرع تقريبًا بمرتين من إصدار الذاكرة القابلة للصفحات.

تحتاج الذاكرة المثبتة إلى دالة تحرير مطابقة خاصة بها. استخدم cudaFreeHost، ولا تستخدم free العادية مطلقًا، وإلا فقد تتعرض لتعطل وتسرب للذاكرة.

لا يمكن تبديل الصفحات المثبتة إلى القرص، لذا فهي تحتجز RAM فعلية. إذا ثبّت كمية كبيرة منها، فستحرم بقية النظام من الذاكرة القابلة للاستخدام.

يتطلب قفل الصفحات عملًا، لذا يكون cudaMallocHost أبطأ في التخصيص من malloc. أعد استخدام مخزن مؤقت مثبت واحد عبر عمليات نقل متعددة بدلًا من إعادة تخصيصه.

إلى جانب السرعة، تُعد الذاكرة المثبتة المفتاح الذي يتيح عمليات النسخ غير المتزامنة فعليًا. من دونها، لا يمكن لـ cudaMemcpyAsync أن يتداخل مع أي شيء.

ثبّت المخازن المؤقتة التي تنقلها بكثرة أو التي تغذي التدفقات. أما عند نسخ مصفوفة صغيرة لمرة واحدة، فإن malloc العادية مناسبة تمامًا. 🙂

يثبّت cudaMallocHost صفحات المضيف كي تقرأها وحدة GPU مباشرةً، مما يوفر نسخًا أسرع ويمكّن من التداخل غير المتزامن. احرص دائمًا على تحريرها باستخدام cudaFreeHost. 🔒