Skip to content
KernelIndex
Search⌘K

submission 99216

Petr_Rocoss · python · License unknown

Use it

Vendorable · source mirrored · license unknownView source →

No package. Vendor the mirrored source: 170 lines, June 9 Researcher Reciprocity License v1.0.

nvfp4_gemv_ultimate.py
curl "https://kernelindex.com/api/v1/implementations/kernelbot-conv2d-v2-99216?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
282.4ms
#22 of 40
2025-11-23

Reported · How evidence levels are derived →

Source and license

sourceavailable
revision digestsha256:5b9fdbbb848cba9d38e414f1269c6e1aafd8145c5b85e56595781d3c269de5b8
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': 256}, num_warps=8, num_stages=7),
stages = 7triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=7),

Kernel source

nvfp4_gemv_ultimate.py170 lines
import torch
import triton
import triton.language as tl

@triton.autotune(
    configs=[
        # === H100 (Hopper) Ultimate Configs ===
        # HBM3 требует агрессивного prefetching (stages=6/7) и широких транзакций.
        
        # 1. Max Bandwidth: Широкий фронт загрузки (256) + глубокий конвейер
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=7),
        
        # 2. Max Reuse: Большой тайл по высоте для минимизации загрузок весов
        triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
        
        # 3. Balanced: Универсальная конфигурация для большинства слоев
        triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64},  num_warps=8, num_stages=6),
        
        # 4. Latency Sensitive: Для небольших батчей
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64},   num_warps=4, num_stages=4),
        
        # === A100 / Fallback ===
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=5),
        triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=4),
    ],
    key=['W_OUT', 'H_OUT', 'C_IN', 'K'],
)
@triton.jit
def conv2d_kernel_ultimate(
    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
):
    """
    Ultimate Conv2D Kernel for H100/A100.
    
    Improvements:
    1. Pure Pointer Chasing: Убраны все умножения (MUL) из внутренних циклов.
       Используется только сложение (ADD) для обновления указателей.
    2. Max Stages: Использование до 7 стадий конвейера для скрытия латентности памяти.
    3. Static Masking: Маски вычисляются один раз вне циклов.
    """
    
    # --- 1. Setup ---
    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 ---
    offs_h = pid_h * BLOCK_H + tl.arange(0, BLOCK_H)
    offs_w = pid_w * BLOCK_W + tl.arange(0, BLOCK_W)
    
    # Pre-calc masks. 
    # При stride=1 и padding=0, выходные границы строже входных.
    mask_h = offs_h < H_OUT
    mask_w = offs_w < W_OUT
    mask_block = mask_h[:, None] & mask_w[None, :]
    
    # --- 3. Base Pointers Calculation ---
    
    # Output: Broadcasting offsets [BLOCK_H, BLOCK_W]
    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: Base position corresponding to top-left kernel corner
    # [BLOCK_H, BLOCK_W] tensor of pointers
    ptr_in_base = input_ptr + \
                  batch_idx * stride_in_n + \
                  (offs_h[:, None] * stride_in_h) + \
                  (offs_w[None, :] * stride_in_w)

    # Weight: Base scalar pointer
    ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out
    
    # Accumulator
    acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)
    
    # --- 4. Optimized Loop Structure (Pointer Chasing) ---
    
    # Инициализируем "бегущие" указатели
    curr_in_ch = ptr_in_base
    curr_wei_ch = ptr_wei_base
    
    for cin in range(C_IN):
        # Сохраняем начало канала, чтобы вернуться к нему (или двигаться от него)
        # Используем временные указатели для строк
        curr_in_row = curr_in_ch
        curr_wei_row = curr_wei_ch
        
        for kh in range(K):
            # Входим в самую горячую часть. 
            # Копируем указатели для прохода по ширине (KW)
            curr_in_ptr = curr_in_row
            curr_wei_ptr = curr_wei_row
            
            for kw in range(K):
                # 1. Load Weight (Scalar)
                # Просто загружаем по текущему указателю
                wei_val = tl.load(curr_wei_ptr)
                
                # 2. Load Input (Vectorized Block)
                # Загружаем по текущему указателю (он уже содержит все смещения H/W)
                in_val = tl.load(curr_in_ptr, mask=mask_block, other=0.0)
                
                # 3. FMA
                acc = acc + in_val * wei_val
                
                # 4. Pointer Increment (ALU optimization)
                # Вместо умножения (kw+1)*stride, просто добавляем stride.
                # Это супер-дешевая операция.
                curr_wei_ptr += stride_w_w
                curr_in_ptr += stride_in_w

            # Сдвиг вниз по высоте ядра
            curr_in_row += stride_in_h
            curr_wei_row += stride_w_h
            
        # Переход к следующему каналу
        curr_in_ch += stride_in_c
        curr_wei_ch += stride_w_in

    # --- 5. Store ---
    tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_block)


def custom_kernel(data):
    """
    Ultimate Optimized Wrapper.
    """
    input_tensor, kernel, output_tensor = data
    
    # Critical for vectorized loads on H100/A100
    if not input_tensor.is_contiguous():
        input_tensor = input_tensor.contiguous()
    if not kernel.is_contiguous():
        kernel = kernel.contiguous()
    
    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 definition
    grid = lambda META: (
        triton.cdiv(w_out, META['BLOCK_W']),
        triton.cdiv(h_out, META['BLOCK_H']),
        batch * c_out
    )
    
    conv2d_kernel_ultimate[grid](
        input_tensor, kernel, output_tensor,
        *input_tensor.stride(),
        *kernel.stride(),
        *output_tensor.stride(),
        h_in, w_in, h_out, w_out,
        c_in, c_out, k_h,
    )
    
    return output_tensor
scrolls · 170 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 99213.

⋯ 3 unchanged lines
@triton.autotune(
configs=[
- # === H100 (Hopper) Aggressive Configs ===
- # H100 любит большие тайлы и высокий prefetch для скрытия HBM3 латентности
+ # === H100 (Hopper) Ultimate Configs ===
+ # HBM3 требует агрессивного prefetching (stages=6/7) и широких транзакций.
- # 1. Massive Width Vectorization: Отлично для memory bandwidth
- triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=6),
+ # 1. Max Bandwidth: Широкий фронт загрузки (256) + глубокий конвейер
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=7),
- # 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),
+ # 2. Max Reuse: Большой тайл по высоте для минимизации загрузок весов
+ triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
- # 3. Balanced High-Throughput: Золотая середина для Hopper
+ # 3. Balanced: Универсальная конфигурация для большинства слоев
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),
+ # 4. Latency Sensitive: Для небольших батчей
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=4),
- # === Fallback / Safe Configs ===
+ # === A100 / Fallback ===
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=5),
triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=4),
],
key=['W_OUT', 'H_OUT', 'C_IN', 'K'],
)
@triton.jit
- def conv2d_kernel_h100(
+ def conv2d_kernel_ultimate(
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,
⋯ 2 unchanged lines
BLOCK_H: tl.constexpr, BLOCK_W: tl.constexpr
):
"""
- Hopper-Optimized Direct Convolution Kernel.
- Использует Pointer Induction и Aggressive Tiling.
+ Ultimate Conv2D Kernel for H100/A100.
+
+ Improvements:
+ 1. Pure Pointer Chasing: Убраны все умножения (MUL) из внутренних циклов.
+ Используется только сложение (ADD) для обновления указателей.
+ 2. Max Stages: Использование до 7 стадий конвейера для скрытия латентности памяти.
+ 3. Static Masking: Маски вычисляются один раз вне циклов.
"""
- # --- 1. Grid & Indices ---
+ # --- 1. Setup ---
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. Offsets & Masks ---
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.
+
+ # Pre-calc masks.
+ # При stride=1 и padding=0, выходные границы строже входных.
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) ---
- # Output Pointer: [BLOCK_H, BLOCK_W]
- # Используем broadcasting для создания 2D сетки указателей назначения
+ # --- 3. Base Pointers Calculation ---
+
+ # Output: Broadcasting offsets [BLOCK_H, BLOCK_W]
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]
+ # Input: Base position corresponding to top-left kernel corner
+ # [BLOCK_H, BLOCK_W] tensor of pointers
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)
+ # Weight: Base scalar pointer
ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out
-
- # --- 5. Accumulation Loop ---
+
+ # Accumulator
acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)
-
- # Текущие указатели каналов (Pointer Chasing State)
+
+ # --- 4. Optimized Loop Structure (Pointer Chasing) ---
+
+ # Инициализируем "бегущие" 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):
-
- # Локальные копии указателей для Spatial Loop
- # Мы не модифицируем curr_in_ch внутри внутреннего цикла, чтобы сохранить базу канала
+ # Сохраняем начало канала, чтобы вернуться к нему (или двигаться от него)
+ # Используем временные указатели для строк
curr_in_row = curr_in_ch
curr_wei_row = curr_wei_ch
- # Spatial Loop: Kernel Height
for kh in range(K):
+ # Входим в самую горячую часть.
+ # Копируем указатели для прохода по ширине (KW)
+ curr_in_ptr = curr_in_row
+ curr_wei_ptr = curr_wei_row
- # 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)
+ # 1. Load Weight (Scalar)
+ # Просто загружаем по текущему указателю
+ wei_val = tl.load(curr_wei_ptr)
- # 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)
+ # 2. Load Input (Vectorized Block)
+ # Загружаем по текущему указателю (он уже содержит все смещения H/W)
+ in_val = tl.load(curr_in_ptr, mask=mask_block, other=0.0)
- # C. FMA
- acc = acc + in_val * w_val
-
- # Pointer Update: Move down vertically
- # Сдвиг указателей на следующую строку
+ # 3. FMA
+ acc = acc + in_val * wei_val
+
+ # 4. Pointer Increment (ALU optimization)
+ # Вместо умножения (kw+1)*stride, просто добавляем stride.
+ # Это супер-дешевая операция.
+ curr_wei_ptr += stride_w_w
+ curr_in_ptr += stride_in_w
+
+ # Сдвиг вниз по высоте ядра
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
+ # Переход к следующему каналу
curr_in_ch += stride_in_c
curr_wei_ch += stride_w_in
- # --- 6. Store ---
+ # --- 5. Store ---
tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_block)
def custom_kernel(data):
"""
- H100-Ready Wrapper.
+ Ultimate Optimized Wrapper.
"""
input_tensor, kernel, output_tensor = data
- # Memory Coalescing is non-negotiable on H100
+ # Critical for vectorized loads on H100/A100
if not input_tensor.is_contiguous():
input_tensor = input_tensor.contiguous()
if not kernel.is_contiguous():
⋯ 5 unchanged lines
h_out = h_in - k_h + 1
w_out = w_in - k_w + 1
- # Grid: Tiles (W, H), Batch*OutCh
+ # Grid definition
grid = lambda META: (
triton.cdiv(w_out, META['BLOCK_W']),
triton.cdiv(h_out, META['BLOCK_H']),
batch * c_out
)
- conv2d_kernel_h100[grid](
+ conv2d_kernel_ultimate[grid](
input_tensor, kernel, output_tensor,
*input_tensor.stride(),
*kernel.stride(),
scrolls · 222 diff lines total

Best evidence level for this revision: reported

JSON