Skip to content
KernelIndex
Search⌘K

submission 99237

Petr_Rocoss · python · License unknown

Use it

Vendorable · source mirrored · license unknownView source →

No package. Vendor the mirrored source: 186 lines, June 9 Researcher Reciprocity License v1.0.

base.py
curl "https://kernelindex.com/api/v1/implementations/kernelbot-conv2d-v2-99237?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
281.8ms
#21 of 40
2025-11-23

Reported · How evidence levels are derived →

Source and license

sourceavailable
revision digestsha256:cceb32844c49f974b19f4884dd32b6282eedbc6e5bcc1ab915ccb843e5769e85
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': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=4),
stages = 4triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=4),

Kernel source

base.py186 lines
import torch
import triton
import triton.language as tl

@triton.autotune(
    configs=[
        # === A100 (Ampere) Specific Configs ===
        # Ampere имеет меньше Shared Memory на SM, чем Hopper.
        # num_stages > 5 часто снижают occupancy. Оптимум: 3-5.
        
        # 1. Balanced Reuse & Vectorization (Золотой стандарт A100)
        triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=4),
        triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64},  num_warps=8, num_stages=4),
        
        # 2. High Bandwidth (Широкие транзакции)
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=4),
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=5),

        # 3. High Compute Density (Меньше загрузок весов)
        triton.Config({'BLOCK_H': 32, 'BLOCK_W': 64},  num_warps=8, num_stages=3),
        
        # === Fallback / L4 / T4 ===
        triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64},   num_warps=4, num_stages=3),
        triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128},  num_warps=4, num_stages=3),
    ],
    key=['W_OUT', 'H_OUT', 'C_IN', 'K'],
)
@triton.jit
def conv2d_kernel_a100_ultra(
    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
):
    """
    Ultra-Optimized Conv2D for A100.
    Focus: Pointer Chasing + High Weight Reuse + Optimal Stage count.
    """
    
    # --- 1. Grid Layout ---
    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. Static Coordinate & Mask Gen ---
    # Генерация смещений
    offs_h = pid_h * BLOCK_H + tl.arange(0, BLOCK_H)
    offs_w = pid_w * BLOCK_W + tl.arange(0, BLOCK_W)
    
    # Предварительный расчет масок.
    # Вычисляем 1 раз и используем маскированное сохранение только в конце.
    # Для загрузок используем маску, если нужно, но boundary check вынесен.
    mask_h = offs_h < H_OUT
    mask_w = offs_w < W_OUT
    mask_block = mask_h[:, None] & mask_w[None, :]
    
    # --- 3. Smart Pointer Setup ---
    
    # Output Ptr [BLOCK_H, BLOCK_W]
    # Используем broadcasting для создания 2D сетки адресов
    # Base + Batch + Channel + Height offset + Width offset
    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 Ptr Base [BLOCK_H, BLOCK_W]
    # Начало окна свертки для тайла
    ptr_in_base = input_ptr + \
                  batch_idx * stride_in_n + \
                  (offs_h[:, None] * stride_in_h) + \
                  (offs_w[None, :] * stride_in_w)

    # Weight Ptr Base (Scalar)
    ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out
    
    # Accumulator (Registers)
    # fp32 accumulate is standard for A100 (TF32 ops used underneath)
    acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)
    
    # --- 4. Hot Loop (Pointer Chasing) ---
    
    # Локальные переменные для указателей, чтобы избежать memory traffic
    curr_in_ch = ptr_in_base
    curr_wei_ch = ptr_wei_base
    
    # Внешний цикл по каналам (Reduction)
    for cin in range(C_IN):
        
        # Временные указатели для Spatial Dimensions
        curr_in_row = curr_in_ch
        curr_wei_row = curr_wei_ch
        
        # Проход по высоте ядра
        for kh in range(K):
            
            # Входим в inner-most loop.
            # Копируем указатели. Компилятор развернет это в регистры.
            curr_in_ptr = curr_in_row
            curr_wei_ptr = curr_wei_row
            
            # Проход по ширине ядра
            # Если K известно (например 3), компилятор полностью развернет этот цикл.
            for kw in range(K):
                # 1. Load Weight (Scalar -> Broadcast)
                # Загружаем 1 вес. A100 L1 кэш отлично справляется с этим.
                # Адрес уже посчитан инкрементом.
                wei_val = tl.load(curr_wei_ptr)
                
                # 2. Load Input (Vectorized Block)
                # Загружаем [BLOCK_H, BLOCK_W] значений.
                # В A100 это идет через L1/Tex кэш.
                in_val = tl.load(curr_in_ptr, mask=mask_block, other=0.0)
                
                # 3. FMA (Fused Multiply Add)
                acc = acc + in_val * wei_val
                
                # 4. Pointer Increment (Cheap ALU op)
                # Вместо умножения `idx * stride`, делаем `ptr += stride`.
                # stride_w_w и stride_in_w обычно равны 1, 
                # но мы используем переменные для универсальности.
                curr_wei_ptr += stride_w_w
                curr_in_ptr += stride_in_w

            # Сдвигаем строку ядра вниз
            curr_in_row += stride_in_h
            curr_wei_row += stride_w_h
            
        # Переходим к следующему каналу
        curr_in_ch += stride_in_c
        curr_wei_ch += stride_w_in

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


def custom_kernel(data):
    """
    A100 Optimized Entry Point.
    """
    input_tensor, kernel, output_tensor = data
    
    # 1. Memory layout check
    # Triton векторизация работает x4 быстрее на contiguous данных
    if not input_tensor.is_contiguous():
        input_tensor = input_tensor.contiguous()
    if not kernel.is_contiguous():
        kernel = kernel.contiguous()
    
    # 2. Shape extraction
    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 strategy
    # Делим выходное изображение на блоки.
    # Z-измерение объединяет Batch и Output Channels для максимального параллелизма.
    grid = lambda META: (
        triton.cdiv(w_out, META['BLOCK_W']),
        triton.cdiv(h_out, META['BLOCK_H']),
        batch * c_out
    )
    
    # 4. Launch
    conv2d_kernel_a100_ultra[grid](
        input_tensor, kernel, output_tensor,
        # Pass strides directly from tensors
        *input_tensor.stride(),
        *kernel.stride(),
        *output_tensor.stride(),
        # Pass dimensions
        h_in, w_in, h_out, w_out,
        c_in, c_out, k_h,
        # META params (BLOCK_H, BLOCK_W) handled by autotuner
    )
    
    return output_tensor
scrolls · 186 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 99219.

⋯ 3 unchanged lines
@triton.autotune(
configs=[
- # === H100/B200 Hopper Architecture ===
- # Максимальный prefetch (num_stages=7) для HBM3
- triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=7),
- triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
- triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=6),
+ # === A100 (Ampere) Specific Configs ===
+ # Ampere имеет меньше Shared Memory на SM, чем Hopper.
+ # num_stages > 5 часто снижают occupancy. Оптимум: 3-5.
- # === A100 Ampere ===
- triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=8, num_stages=5),
- triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=5),
+ # 1. Balanced Reuse & Vectorization (Золотой стандарт A100)
+ triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=4),
+ triton.Config({'BLOCK_H': 16, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=8, num_stages=4),
- # === L4 / Balanced ===
- triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=4),
- triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=4),
+ # 2. High Bandwidth (Широкие транзакции)
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 256}, num_warps=8, num_stages=4),
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=8, num_stages=5),
+
+ # 3. High Compute Density (Меньше загрузок весов)
+ triton.Config({'BLOCK_H': 32, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=8, num_stages=3),
- # === Fallback для малых размеров ===
- triton.Config({'BLOCK_H': 2, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=3),
+ # === Fallback / L4 / T4 ===
+ triton.Config({'BLOCK_H': 8, 'BLOCK_W': 64}, num_warps=4, num_stages=3),
+ triton.Config({'BLOCK_H': 4, 'BLOCK_W': 128}, num_warps=4, num_stages=3),
],
key=['W_OUT', 'H_OUT', 'C_IN', 'K'],
)
@triton.jit
- def conv2d_kernel_ultimate(
+ def conv2d_kernel_a100_ultra(
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
):
"""
- Ultimate Conv2D Kernel для A100/H100/B200/L4.
-
- Ключевые оптимизации:
- 1. Incremental pointer updates (избегаем умножений в цикле)
- 2. Aggressive prefetch через num_stages=6-7
- 3. 2D tiling с adaptive block sizes
- 4. Mask hoisting (маски вычисляются один раз)
- 5. Coalesced memory access через broadcasting
+ Ultra-Optimized Conv2D for A100.
+ Focus: Pointer Chasing + High Weight Reuse + Optimal Stage count.
"""
- # === 1. Grid Decoding ===
+ # --- 1. Grid Layout ---
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. Coordinate Generation ===
+
+ # --- 2. Static Coordinate & Mask Gen ---
+ # Генерация смещений
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 один раз) ===
+
+ # Предварительный расчет масок.
+ # Вычисляем 1 раз и используем маскированное сохранение только в конце.
+ # Для загрузок используем маску, если нужно, но boundary check вынесен.
mask_h = offs_h < H_OUT
mask_w = offs_w < W_OUT
- mask_2d = mask_h[:, None] & mask_w[None, :]
+ mask_block = mask_h[:, None] & mask_w[None, :]
+
+ # --- 3. Smart Pointer Setup ---
+
+ # Output Ptr [BLOCK_H, BLOCK_W]
+ # Используем broadcasting для создания 2D сетки адресов
+ # Base + Batch + Channel + Height offset + Width offset
+ 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)
- # === 4. Base Pointers (2D Broadcasting) ===
- # Output [batch, out_ch, h, 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 Ptr Base [BLOCK_H, BLOCK_W]
+ # Начало окна свертки для тайла
+ ptr_in_base = input_ptr + \
+ batch_idx * stride_in_n + \
+ (offs_h[:, None] * stride_in_h) + \
+ (offs_w[None, :] * stride_in_w)
- # Input base [batch, ?, h, w]
- ptr_in_base = (input_ptr + batch_idx * stride_in_n +
- offs_h[:, None] * stride_in_h + offs_w[None, :] * stride_in_w)
-
- # Weight base [out_ch, ?, ?, ?]
+ # Weight Ptr Base (Scalar)
ptr_wei_base = weight_ptr + out_ch * stride_w_out
-
- # === 5. Accumulator ===
+
+ # Accumulator (Registers)
+ # fp32 accumulate is standard for A100 (TF32 ops used underneath)
acc = tl.zeros([BLOCK_H, BLOCK_W], dtype=tl.float32)
-
- # === 6. Main Loop (Pointer Chasing Optimization) ===
- # Текущие указатели для каналов
- ptr_in_ch = ptr_in_base
- ptr_wei_ch = ptr_wei_base
-
+
+ # --- 4. Hot Loop (Pointer Chasing) ---
+
+ # Локальные переменные для указателей, чтобы избежать memory traffic
+ curr_in_ch = ptr_in_base
+ curr_wei_ch = ptr_wei_base
+
+ # Внешний цикл по каналам (Reduction)
for cin in range(C_IN):
- # Локальные указатели для spatial loops
- ptr_in_kh = ptr_in_ch
- ptr_wei_kh = ptr_wei_ch
+ # Временные указатели для Spatial Dimensions
+ curr_in_row = curr_in_ch
+ curr_wei_row = curr_wei_ch
+
+ # Проход по высоте ядра
for kh in range(K):
- # Еще более локальные указатели для kw loop
- ptr_in_kw = ptr_in_kh
- ptr_wei_kw = ptr_wei_kh
+ # Входим в inner-most loop.
+ # Копируем указатели. Компилятор развернет это в регистры.
+ curr_in_ptr = curr_in_row
+ curr_wei_ptr = curr_wei_row
+
+ # Проход по ширине ядра
+ # Если K известно (например 3), компилятор полностью развернет этот цикл.
for kw in range(K):
- # === A. Load Weight (scalar broadcast) ===
- w_val = tl.load(ptr_wei_kw)
+ # 1. Load Weight (Scalar -> Broadcast)
+ # Загружаем 1 вес. A100 L1 кэш отлично справляется с этим.
+ # Адрес уже посчитан инкрементом.
+ wei_val = tl.load(curr_wei_ptr)
- # === B. Load Input (vectorized 2D block) ===
- in_val = tl.load(ptr_in_kw, mask=mask_2d, other=0.0)
+ # 2. Load Input (Vectorized Block)
+ # Загружаем [BLOCK_H, BLOCK_W] значений.
+ # В A100 это идет через L1/Tex кэш.
+ in_val = tl.load(curr_in_ptr, mask=mask_block, other=0.0)
- # === C. FMA ===
- acc += in_val * w_val
+ # 3. FMA (Fused Multiply Add)
+ acc = acc + in_val * wei_val
- # Increment по ширине (kw)
- ptr_in_kw += stride_in_w
- ptr_wei_kw += stride_w_w
+ # 4. Pointer Increment (Cheap ALU op)
+ # Вместо умножения `idx * stride`, делаем `ptr += stride`.
+ # stride_w_w и stride_in_w обычно равны 1,
+ # но мы используем переменные для универсальности.
+ curr_wei_ptr += stride_w_w
+ curr_in_ptr += stride_in_w
+
+ # Сдвигаем строку ядра вниз
+ curr_in_row += stride_in_h
+ curr_wei_row += stride_w_h
- # Increment по высоте (kh)
- ptr_in_kh += stride_in_h
- ptr_wei_kh += stride_w_h
-
- # Increment по каналам (cin)
- ptr_in_ch += stride_in_c
- ptr_wei_ch += stride_w_in
+ # Переходим к следующему каналу
+ curr_in_ch += stride_in_c
+ curr_wei_ch += stride_w_in
- # === 7. Store Result ===
- tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_2d)
+ # --- 5. Writeback ---
+ tl.store(ptr_out, acc, mask=mask_block)
def custom_kernel(data):
"""
- Production-ready wrapper для Conv2D kernel.
+ A100 Optimized Entry Point.
"""
input_tensor, kernel, output_tensor = data
- # Гарантируем contiguous layout для coalesced access
- input_tensor = input_tensor.contiguous()
- kernel = kernel.contiguous()
+ # 1. Memory layout check
+ # Triton векторизация работает x4 быстрее на contiguous данных
+ if not input_tensor.is_contiguous():
+ input_tensor = input_tensor.contiguous()
+ if not kernel.is_contiguous():
+ kernel = kernel.contiguous()
- # Размеры
+ # 2. Shape extraction
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 configuration
+ # 3. Grid strategy
+ # Делим выходное изображение на блоки.
+ # Z-измерение объединяет Batch и Output Channels для максимального параллелизма.
grid = lambda META: (
triton.cdiv(w_out, META['BLOCK_W']),
triton.cdiv(h_out, META['BLOCK_H']),
batch * c_out
)
- # Launch kernel
- conv2d_kernel_ultimate[grid](
+ # 4. Launch
+ conv2d_kernel_a100_ultra[grid](
input_tensor, kernel, output_tensor,
+ # Pass strides directly from tensors
*input_tensor.stride(),
*kernel.stride(),
*output_tensor.stride(),
+ # Pass dimensions
h_in, w_in, h_out, w_out,
c_in, c_out, k_h,
+ # META params (BLOCK_H, BLOCK_W) handled by autotuner
)
return output_tensor
-
scrolls · 261 diff lines total

Best evidence level for this revision: reported

JSON