GPU オフロードコードのメモリーとスレッドの正当性解析

この記事は、The Parallel Universe Magazine 43 号に掲載されている「Analyzing Memory and Threading Correctness for GPU-Offloaded Code」の日本語参考訳です。

現代のワークロードは多様であり、アーキテクチャーも同様です。すべてのワークロードに最適なアーキテクチャーはありません。パフォーマンスを最大化するには、CPU、GPU、FPGA、およびその他のアクセラレーターにデプロイされる、スカラー、ベクトル、行列、および空間アーキテクチャーを組み合わせる必要があります。複雑なヘテロジニアス環境では、デバッグが困難になります。この記事では、アクセラレーターにオフロードするコードの解析をサポートする、インテル® Inspector の新機能を紹介します。

インテル® Inspector の概要

適切なツールを使用しないでメモリーエラーや非決定的スレッドエラーを検出することは困難です。インテル® Inspector は、これらのエラーを検出するように設計されています。インテル® Inspector は、Windows* や Linux* で実行する C、C++、DPC++、および Fortran アプリケーション向けの、動的なメモリーとスレッドのエラーのデバッガーです。

図 1. インテル® Inspector

図 1 は、インテル® Inspector で検出できる問題の種類を示しています。

リーク、無効なアクセス、その他を含むメモリーリーク
不足しているキャッシュフラッシュや冗長なキャッシュフラッシュなどのパーシステント・メモリー・エラー
データ競合やデッドロックなどのスレッドエラー

インテル® Inspector は、使いやすく、信頼性が高く、そして正確です。特別な再コンパイルは必要ありません。通常のデバッグまたはプロダクション・ビルドを使用して、エラーを検出してデバッグできます。インテル® Inspector は、ソースコードが利用できない場合でも、動的に生成またはリンクされたコードを解析して、サードパーティーのライブラリーを調べることができます。問題が発生する直前に、デバッガーにブレークインします。コマンドライン・オプションを使用して、リグレッション解析を自動化できます。

インテル® Inspector を使用してオフロードコードを解析する方法

アクセラレーターにコードをオフロードすると、正当性解析は複雑になります。DPC++ の利用を進めるにつれて、オフロード問題のデバッグを支援するツールの必要性が明らかになりました。インテル® Inspector の最新バージョンでは、「早期インターセプト」と呼ばれる重要な機能が追加されました。この機能は、カーネル実行前の初期段階でオフロードコードのいくつかの問題をインターセプトします。表 1 と表 2 は、インテル® Inspector を使用して検出できるオフロード問題のリストです。共有データのデータ競合は、レポートされますが次の制限があります。