引言
稀疏矩阵乘法(SpMM)是很多领域,包括但不限于科学计算、机器学习和数据分析中的核心操作。然而,高效的执行SpMM操作通常是挑战性的,特别是当我们希望在现代硬件架构上,如GPU,进行大规模并行处理时。幸运的是,使用CUDA,我们可以设计并实现高效的SpMM算法。
在本文中,我们将探讨CUDA下的新批处理算法用于SpMM,并通过示例代码详细解释如何实现。
1. 稀疏矩阵的概念
稀疏矩阵是其大部分元素为零(或默认值)的矩阵。在许多应用中,数据经常以稀疏形式出现,因此存储和处理这些数据的方法非常重要。使用特定的数据结构,如CSR (Compressed Sparse Row) 或 CSC (Compressed Sparse Column),我们可以更有效地存储和处理稀疏矩阵。
1.1 CSR格式
CSR格式由三个数组组成:
values[]
: 存储非零元素的值。row_ptr[]
: 存储每行的开始位置在values[]中的索引。col_indices[]
: 对于values[]中的每个元素,存储它在原始矩阵中的列索引。
例如,考虑以下稀疏矩阵:
3 0 0
0 0 0
0 7 0
其CSR表示为:
values[] = [3, 7]
row_ptr[] =