Skip to content
KernelIndex
Search⌘K

submission 99191

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.

a100.py
curl "https://kernelindex.com/api/v1/implementations/kernelbot-conv2d-v2-99191?include=source"
interfacepython
Compatibility
measured onNVIDIA L4
declared hardwareNVIDIA L4
architecturessm_89
dtypesfp32

Benchmark evidence

1 measurement across 1 GPU, fastest first.

Operation / workload
Hardware
Latency
Rank
Observed
2D convolutionsuite of 5 cases
NVIDIA L4
847.3ms
#11 of 21
2025-11-23

Reported · How evidence levels are derived →

Source and license

sourceavailable
revision digestsha256:257e018bde21d374d12361b7e98f1e8454283069b3c1e057bcdfc359756ec90b
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

a100.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 99190.

⋯ 3 unchanged lines
@triton.autotune(
configs=[
- # === H100 (Hopper) Aggressive Configs ===
- # H100 любит большие тайлы и высокий prefetch для скрытия HBM3 латентности
+ # === 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),
- # 1. Massive Width Vectorization: Отлично для memory bandwidth
- triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=6),
-
- # 2. Large Vertical Tiling: Максимальный weight reuse (веса в L1/Regs)
- triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=5),
-
- # 3. Balanced High-Throughput: Золотая середина для Hopper
- triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=8, num_stages=6),
-
- # 4. Extreme Prefetching: Если кернел ограничен latency
- triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=7),
-
- # === Fallback / Safe Configs ===
+ # === 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_h100(
+ 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
):
- """
- Hopper-Optimized Direct Convolution Kernel.
- Использует Pointer Induction и Aggressive Tiling.
- """
-
- # --- 1. Grid & Indices ---
+ # --- 1. Инициализация Grid ---
pid_w = tl.program_id(0)
pid_h = tl.program_id(1)
pid_z = tl.program_id(2)
- # Разложение Z координаты
batch_idx = pid_z // C_OUT
out_ch = pid_z % C_OUT
- # --- 2. Coordinate Generation (Broadcasting Setup) ---
- # Генерируем векторы координат для тайла
+ # --- 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. Mask Hoisting ---
- # Вычисляем маски ОДИН раз.
- # Валидность output координат гарантирует валидность input координат
- # при stride=1, padding=0 и корректных размерах тензоров.
+ # --- 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. Pointer Setup (Base Calculation) ---
+ # --- 4. Базовые указатели (Pointers Setup) ---
- # Output Pointer: [BLOCK_H, BLOCK_W]
- # Используем broadcasting для создания 2D сетки указателей назначения
+ # 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]
- # Начальная позиция окна свертки.
- # ptr_in[row, col] соответствует input[row, col]
+ # 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: Scalar (будет обновляться в цикле)
+ # Базовый указатель весов для текущего выходного канала
ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out
- # --- 5. Accumulation Loop ---
+ # Аккумулятор (Registers)
acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)
- # Текущие указатели каналов (Pointer Chasing State)
+ # --- 5. Основной цикл (Pointer Chasing Optimization) ---
+
+ # Инициализируем текущие указатели
curr_in_ch = ptr_in_base
curr_wei_ch = ptr_wei_base
- # Основной цикл по входным каналам (Reduction Dimension)
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
- # Локальные копии указателей для Spatial Loop
- # Мы не модифицируем curr_in_ch внутри внутреннего цикла, чтобы сохранить базу канала
- curr_in_row = curr_in_ch
- curr_wei_row = curr_wei_ch
-
- # Spatial Loop: Kernel Height
+ # 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
- # Spatial Loop: Kernel Width
- # Этот цикл обычно полностью разворачивается (unrolled) компилятором для малых K (1,3,5,7)
for kw in range(K):
- # A. Load Weight (Scalar Broadcast)
- # Загружаем 1 float, рассылаем на весь Grid [BLOCK_H, BLOCK_W]
- # Смещение веса: kw * stride_w_w
- w_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)
- # B. Load Input (Vectorized 2D Block)
- # Загружаем блок данных.
- # Смещение входа: kw * stride_in_w
- # Contiguous load по оси W критичен для H100 HBM
- in_val = 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)
- # C. FMA
+ # C. FMA (Fused Multiply-Add)
acc = acc + in_val * w_val
- # Pointer Update: Move down vertically
- # Сдвиг указателей на следующую строку
- curr_in_row += stride_in_h
- curr_wei_row += stride_w_h
-
- # Pointer Update: Move to next channel
- # Замена тяжелого умножения (cin * stride) на быстрое 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
- # --- 6. Store ---
+ # --- 6. Запись результата ---
tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_block)
def custom_kernel(data):
"""
- H100-Ready Wrapper.
+ Wrapper function ensuring optimal memory layout for A100 kernel.
"""
input_tensor, kernel, output_tensor = data
- # Memory Coalescing is non-negotiable on H100
+ # 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
- # Grid: Tiles (W, H), Batch*OutCh
+ # 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
)
- conv2d_kernel_h100[grid](
+ # 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 · 228 diff lines total

Best evidence level for this revision: reported

JSON