Skip to content
KernelIndex
Search⌘K

submission 99179

Petr_Rocoss · python · License unknown

Use it

Vendorable · source mirrored · license unknownView source →

No package. Vendor the mirrored source: 162 lines, June 9 Researcher Reciprocity License v1.0.

100.py
curl "https://kernelindex.com/api/v1/implementations/kernelbot-conv2d-v2-99179?include=source"
interfacepython
Compatibility
measured onNVIDIA A100
declared hardwareNVIDIA A100
architecturessm_80
dtypesfp32

Benchmark evidence

1 measurement across 1 GPU, fastest first.

Operation / workload
Hardware
Latency
Rank
Observed
2D convolutionsuite of 5 cases
NVIDIA A100
292.5ms
#24 of 40
2025-11-23

Reported · How evidence levels are derived →

Source and license

sourceavailable
revision digestsha256:2f26fdcb89230f4a896d4ed34c61d8e30c8225ba1fd16e3c61393a4d2ca61905
license declaredunknown
license concludedunknown
authorsPetr_Rocoss
imported2026-08-15

Techniques

Extracted from the mirrored source by pattern, never inferred. Each row cites its line.

autotune@triton.autotune(
num-warps = 8triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
stages = 6triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),

Kernel source

100.py162 lines
import torch
import triton
import triton.language as tl

@triton.autotune(
    configs=[
        # === A100 / H100 Optimized Configs ===
        # Большой BLOCK_W для векторизации + высокий num_stages для HBM prefetch
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
        triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=5),
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64},  num_warps=4, num_stages=5),
        triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=8, num_stages=4),
        
        # === Fallback / Smaller GPUs (L4) ===
        triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=4),
        triton.Config({'BLOCK_H': 2, 'BLOCK_W': 64},  num_warps=4, num_stages=3),
    ],
    key=['W_OUT', 'H_OUT', 'C_IN', 'K'],
)
@triton.jit
def conv2d_kernel_a100(
    input_ptr, weight_ptr, output_ptr,
    stride_in_n, stride_in_c, stride_in_h, stride_in_w,
    stride_w_out, stride_w_in, stride_w_h, stride_w_w,
    stride_out_n, stride_out_c, stride_out_h, stride_out_w,
    H_IN, W_IN, H_OUT, W_OUT, C_IN, C_OUT, K,
    BLOCK_H: tl.constexpr, BLOCK_W: tl.constexpr
):
    # --- 1. Инициализация Grid ---
    pid_w = tl.program_id(0)
    pid_h = tl.program_id(1)
    pid_z = tl.program_id(2)

    batch_idx = pid_z // C_OUT
    out_ch = pid_z % C_OUT

    # --- 2. Предварительный расчет смещений (Offsets) ---
    # Генерируем индексы для текущего тайла [BLOCK_H, BLOCK_W]
    offs_h = pid_h * BLOCK_H + tl.arange(0, BLOCK_H)
    offs_w = pid_w * BLOCK_W + tl.arange(0, BLOCK_W)

    # --- 3. Расчет Масок (Masks) ---
    # Вычисляем маски один раз.
    # Примечание: при stride=1 и padding=0, если выходной индекс валиден,
    # то соответствующий входной (out + k) тоже валиден (при корректных input shapes).
    mask_h = offs_h < H_OUT
    mask_w = offs_w < W_OUT
    # Комбинированная маска [BLOCK_H, BLOCK_W]
    mask_block = mask_h[:, None] & mask_w[None, :]

    # --- 4. Базовые указатели (Pointers Setup) ---
    
    # Указатель вывода: Base + Batch + OutCh + (H_range, W_range)
    # Используем broadcasting для создания 2D сетки адресов
    ptr_out = output_ptr + \
              batch_idx * stride_out_n + \
              out_ch * stride_out_c + \
              (offs_h[:, None] * stride_out_h) + \
              (offs_w[None, :] * stride_out_w)

    # Базовый указатель входа. Начинается с верхнего левого угла окна свертки.
    # ptr_in[h, w] соответствует пикселю input[h, w] (так как stride=1)
    ptr_in_base = input_ptr + \
                  batch_idx * stride_in_n + \
                  (offs_h[:, None] * stride_in_h) + \
                  (offs_w[None, :] * stride_in_w)

    # Базовый указатель весов для текущего выходного канала
    ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out

    # Аккумулятор (Registers)
    acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)

    # --- 5. Основной цикл (Pointer Chasing Optimization) ---
    
    # Инициализируем текущие указатели
    curr_in_ch = ptr_in_base
    curr_wei_ch = ptr_wei_base

    for cin in range(C_IN):
        # Временные указатели для spatial loops, чтобы не портить указатели каналов
        curr_in_spatial = curr_in_ch
        curr_wei_spatial = curr_wei_ch
        
        # Разворачиваем циклы ядра (Spatial Loops)
        for kh in range(K):
            # Вычисляем смещения для текущей строки ядра
            # Для входа это смещение по высоте
            # Для веса это смещение по высоте
            
            for kw in range(K):
                # A. Загрузка Веса (Scalar Broadcast)
                # Считываем одно значение веса и рассылаем всем нитям блока
                # Адрес: curr_wei + kw * stride_w
                w_val = tl.load(curr_wei_spatial + kw * stride_w_w)
                
                # B. Загрузка Входа (Vectorized Block Load)
                # Адрес: curr_in + kw * stride_w
                # Благодаря broadcasting при инициализации, это загружает блок [BLOCK_H, BLOCK_W]
                # Сдвигаем окно вправо на kw
                in_val = tl.load(curr_in_spatial + kw * stride_in_w, mask=mask_block, other=0.0)
                
                # C. FMA (Fused Multiply-Add)
                acc = acc + in_val * w_val
            
            # Pointer Update (Vertical Shift)
            # Сдвигаем указатели вниз на одну строку
            curr_in_spatial += stride_in_h
            curr_wei_spatial += stride_w_h
        
        # Pointer Update (Channel Shift)
        # Переходим к следующему входному каналу
        curr_in_ch += stride_in_c
        curr_wei_ch += stride_w_in

    # --- 6. Запись результата ---
    tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_block)


def custom_kernel(data):
    """
    Wrapper function ensuring optimal memory layout for A100 kernel.
    """
    input_tensor, kernel, output_tensor = data
    
    # 1. Contiguous Memory: Критически важно для векторизации на A100.
    # Без этого Triton будет генерировать неэффективные загрузки (scalar loads).
    if not input_tensor.is_contiguous():
        input_tensor = input_tensor.contiguous()
    if not kernel.is_contiguous():
        kernel = kernel.contiguous()
    
    # 2. Извлечение размеров
    batch, c_in, h_in, w_in = input_tensor.shape
    c_out, _, k_h, k_w = kernel.shape
    
    h_out = h_in - k_h + 1
    w_out = w_in - k_w + 1
    
    # 3. Определение Grid запуска
    # Делим выходное изображение на тайлы [BLOCK_H, BLOCK_W]
    grid = lambda META: (
        triton.cdiv(w_out, META['BLOCK_W']),
        triton.cdiv(h_out, META['BLOCK_H']),
        batch * c_out
    )
    
    # 4. Запуск ядра
    conv2d_kernel_a100[grid](
        input_tensor, kernel, output_tensor,
        # Strides (шаги в памяти)
        *input_tensor.stride(),
        *kernel.stride(),
        *output_tensor.stride(),
        # Размеры (Dimensions)
        h_in, w_in, h_out, w_out,
        c_in, c_out, k_h,
        # Константы BLOCK_H/BLOCK_W подставит autotuner
    )
    
    return output_tensor
scrolls · 162 lines total

Source code from GPU Mode and the KernelBot dataset · June 9 Researcher Reciprocity License v1.0

Changes from previous submission

Against this author's previous submission submission 99160.

⋯ 3 unchanged lines
@triton.autotune(
configs=[
- # === High-End (A100, H100, B200) ===
- # Максимальный prefetch (stages=6) скрывает латентность HBM
+ # === A100 / H100 Optimized Configs ===
+ # Большой BLOCK_W для векторизации + высокий num_stages для HBM prefetch
triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
- triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=6),
- triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=5),
+ triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=5),
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=5),
+ triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=8, num_stages=4),
- # === Mid-Range / General ===
- triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=4),
- triton.Config({'BLOCK_H': 2, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=4),
-
- # === Small sizes / Latency ===
+ # === Fallback / Smaller GPUs (L4) ===
+ triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=4),
triton.Config({'BLOCK_H': 2, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=3),
],
key=['W_OUT', 'H_OUT', 'C_IN', 'K'],
)
@triton.jit
- def conv2d_kernel_ultimate(
+ def conv2d_kernel_a100(
input_ptr, weight_ptr, output_ptr,
stride_in_n, stride_in_c, stride_in_h, stride_in_w,
stride_w_out, stride_w_in, stride_w_h, stride_w_w,
⋯ 1 unchanged lines
H_IN, W_IN, H_OUT, W_OUT, C_IN, C_OUT, K,
BLOCK_H: tl.constexpr, BLOCK_W: tl.constexpr
):
- """
- Ultimate Optimized Conv2D Kernel.
- Особенности:
- 1. 2D Tiling (H, W) для переиспользования данных в L1 кэше.
- 2. Pointer Induction: замена умножения на сложение в циклах.
- 3. Pre-calculated Masks: вынос логики масок из горячих циклов.
- """
-
- # --- 1. Setup Grid & Indices ---
+ # --- 1. Инициализация Grid ---
pid_w = tl.program_id(0)
pid_h = tl.program_id(1)
pid_z = tl.program_id(2)
-
+
batch_idx = pid_z // C_OUT
out_ch = pid_z % C_OUT
-
- # --- 2. Offsets & Masks (Computed ONCE) ---
-
- # Output Y offsets [BLOCK_H]
+
+ # --- 2. Предварительный расчет смещений (Offsets) ---
+ # Генерируем индексы для текущего тайла [BLOCK_H, BLOCK_W]
offs_h = pid_h * BLOCK_H + tl.arange(0, BLOCK_H)
- # Output X offsets [BLOCK_W]
offs_w = pid_w * BLOCK_W + tl.arange(0, BLOCK_W)
-
- # Pre-calculate mask [BLOCK_H, BLOCK_W]
- # Примечание: при валидных размерах тензоров и stride=1,
- # проверка выхода гарантирует валидность входа для padding=0.
+
+ # --- 3. Расчет Масок (Masks) ---
+ # Вычисляем маски один раз.
+ # Примечание: при stride=1 и padding=0, если выходной индекс валиден,
+ # то соответствующий входной (out + k) тоже валиден (при корректных input shapes).
mask_h = offs_h < H_OUT
mask_w = offs_w < W_OUT
+ # Комбинированная маска [BLOCK_H, BLOCK_W]
mask_block = mask_h[:, None] & mask_w[None, :]
+
+ # --- 4. Базовые указатели (Pointers Setup) ---
- # --- 3. Initial Pointers Setup ---
-
- # Output Pointer [BLOCK_H, BLOCK_W] (Broadcasting)
- # Base + Batch + Channel + H_offset + W_offset
+ # Указатель вывода: Base + Batch + OutCh + (H_range, W_range)
+ # Используем broadcasting для создания 2D сетки адресов
ptr_out = output_ptr + \
batch_idx * stride_out_n + \
out_ch * stride_out_c + \
(offs_h[:, None] * stride_out_h) + \
(offs_w[None, :] * stride_out_w)
- # Input Pointer Base [BLOCK_H, BLOCK_W]
- # Мы начинаем с позиции, соответствующей верхнему левому углу окна для первого пикселя блока.
- # Так как stride=1, input_h == output_h
+ # Базовый указатель входа. Начинается с верхнего левого угла окна свертки.
+ # ptr_in[h, w] соответствует пикселю input[h, w] (так как stride=1)
ptr_in_base = input_ptr + \
batch_idx * stride_in_n + \
(offs_h[:, None] * stride_in_h) + \
(offs_w[None, :] * stride_in_w)
- # Weight Pointer Base
+ # Базовый указатель весов для текущего выходного канала
ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out
-
- # Accumulator
+
+ # Аккумулятор (Registers)
acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)
+
+ # --- 5. Основной цикл (Pointer Chasing Optimization) ---
- # --- 4. Main Loop (Pointer Chasing) ---
-
- # Текущие указатели для начала канала
+ # Инициализируем текущие указатели
curr_in_ch = ptr_in_base
curr_wei_ch = ptr_wei_base
-
+
for cin in range(C_IN):
- # Временные указатели для Spatial Loop
- curr_in_row = curr_in_ch
- curr_wei_row = curr_wei_ch
+ # Временные указатели для spatial loops, чтобы не портить указатели каналов
+ curr_in_spatial = curr_in_ch
+ curr_wei_spatial = curr_wei_ch
+ # Разворачиваем циклы ядра (Spatial Loops)
for kh in range(K):
- # Смещение внутри строки (kw)
- # Мы не меняем указатель строки, а вычисляем смещения от него,
- # так как K обычно мал, и компилятор хорошо разворачивает это.
- # Однако для строки мы делаем инкремент.
+ # Вычисляем смещения для текущей строки ядра
+ # Для входа это смещение по высоте
+ # Для веса это смещение по высоте
for kw in range(K):
- # Load Weight: Scalar -> Broadcast
- # ptr + kw * stride_w
- wei_val = tl.load(curr_wei_row + kw * stride_w_w)
+ # A. Загрузка Веса (Scalar Broadcast)
+ # Считываем одно значение веса и рассылаем всем нитям блока
+ # Адрес: curr_wei + kw * stride_w
+ w_val = tl.load(curr_wei_spatial + kw * stride_w_w)
- # Load Input: 2D Block
- # ptr + kw * stride_in (т.к. contiguous по W, это просто смещение на kw)
- # Input Stride W обычно равен 1, но используем переменную для универсальности.
- val_in = tl.load(curr_in_row + kw * stride_in_w, mask=mask_block, other=0.0)
+ # B. Загрузка Входа (Vectorized Block Load)
+ # Адрес: curr_in + kw * stride_w
+ # Благодаря broadcasting при инициализации, это загружает блок [BLOCK_H, BLOCK_W]
+ # Сдвигаем окно вправо на kw
+ in_val = tl.load(curr_in_spatial + kw * stride_in_w, mask=mask_block, other=0.0)
- # FMA
- acc = acc + val_in * wei_val
+ # C. FMA (Fused Multiply-Add)
+ acc = acc + in_val * w_val
- # Инкремент указателей строк (сдвиг вниз по H)
- curr_in_row += stride_in_h
- curr_wei_row += stride_w_h
-
- # Инкремент указателей каналов (Pointer Induction)
- # Это заменяет умножение `cin * stride` на сложение
+ # Pointer Update (Vertical Shift)
+ # Сдвигаем указатели вниз на одну строку
+ curr_in_spatial += stride_in_h
+ curr_wei_spatial += stride_w_h
+
+ # Pointer Update (Channel Shift)
+ # Переходим к следующему входному каналу
curr_in_ch += stride_in_c
curr_wei_ch += stride_w_in
- # --- 5. Store Result ---
+ # --- 6. Запись результата ---
tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_block)
def custom_kernel(data):
"""
- Optimized Conv2D entry point.
+ Wrapper function ensuring optimal memory layout for A100 kernel.
"""
input_tensor, kernel, output_tensor = data
- # 1. Ensure contiguous layout (Critical for vectorization)
+ # 1. Contiguous Memory: Критически важно для векторизации на A100.
+ # Без этого Triton будет генерировать неэффективные загрузки (scalar loads).
if not input_tensor.is_contiguous():
input_tensor = input_tensor.contiguous()
if not kernel.is_contiguous():
kernel = kernel.contiguous()
- # 2. Extract shapes
+ # 2. Извлечение размеров
batch, c_in, h_in, w_in = input_tensor.shape
c_out, _, k_h, k_w = kernel.shape
h_out = h_in - k_h + 1
w_out = w_in - k_w + 1
- # 3. Grid definition
+ # 3. Определение Grid запуска
+ # Делим выходное изображение на тайлы [BLOCK_H, BLOCK_W]
grid = lambda META: (
triton.cdiv(w_out, META['BLOCK_W']),
triton.cdiv(h_out, META['BLOCK_H']),
batch * c_out
)
- # 4. Launch
- conv2d_kernel_ultimate[grid](
+ # 4. Запуск ядра
+ conv2d_kernel_a100[grid](
input_tensor, kernel, output_tensor,
- # Strides
+ # Strides (шаги в памяти)
*input_tensor.stride(),
*kernel.stride(),
*output_tensor.stride(),
- # Dims
+ # Размеры (Dimensions)
h_in, w_in, h_out, w_out,
c_in, c_out, k_h,
+ # Константы BLOCK_H/BLOCK_W подставит autotuner
)
return output_tensor
scrolls · 233 diff lines total

Best evidence level for this revision: reported

JSON