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莫森野生动物园;玛丽克·赫斯曼

CUDA中并行前缀和流压缩算法的形式化验证。 （英语） Zbl 1483.68091号

西奥。计算。科学。 912, 81-98 (2022).
概述：GPU是任何高性能计算（HPC）体系结构的重要组成部分。为了优化GPU体系结构的细节，我们需要自然支持GPU并行执行模型的编程模型。CUDA和OpenCL是此类编程模型的两个广泛使用的示例。此外，我们还需要重新设计算法，使其符合这种并行编程模型，并且我们需要能够证明这些重新设计的算法的正确性。
在本文中，我们研究了两个这样的并行算法的例子，并讨论了如何使用VerCors程序验证器来证明它们的正确性（数据竞赛自由度和（部分）函数正确性）。首先，我们证明了两种并行算法解决前缀和问题的正确性。其次，我们展示了如何将这种前缀和算法用作流压缩算法中的基本块，并利用前缀和算法的早期正确性证明，证明了该流压缩算法的正确性。
本文所述的证明是在这些算法的CUDA实现上进行的。在之前的工作中，我们已经证明了该算法更高级版本的正确性。本文讨论了如何在VerCors中添加对CUDA程序推理的支持，然后展示了如何在CUDA代码级别重新进行验证。我们还讨论了一些我们必须解决的实际挑战，以证明实际CUDA级验证的正确性。

MSC公司：

68号30 软件工程的数学方面（规范、验证、度量、需求等）
03B70号 计算机科学中的逻辑
60年第68季度 规范和验证（程序逻辑、模型检查等）
68瓦10 计算机科学中的并行算法

关键词：

GPU验证;CUDA公司;演绎验证;分离逻辑;前缀和;河流压实

软件：

小脚;z3（零3）;VeriFast公司;GPU验证;CUDA公司;G空间;GKLEE公司;奥克格林;毒蛇;VerCors公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.Safari}和\textit{M.Huisman}，Theor。计算。科学。912、81-98（2022年；Zbl 1483.68091）
全文： DOI程序

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