C# GPU算力与管理

实现GPU算力梯队管理与任务分配逻辑。代码分为核心模块和辅助功能,支持动态调整算力分配。

GPU算力梯队管理类

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public class GpuTierSystem
{
    private Dictionary<int, List<GpuDevice>> _tiers = new();
    private readonly object _lockObj = new();

    // 添加设备到指定梯队
    public void AddDevice(int tierLevel, GpuDevice device)
    {
        lock (_lockObj)
        {
            if (!_tiers.ContainsKey(tierLevel))
            {
                _tiers[tierLevel] = new List<GpuDevice>();
            }
            _tiers[tierLevel].Add(device);
        }
    }

    // 获取最优可用设备
    public GpuDevice? GetOptimalDevice(ComputeTask task)
    {
        var sortedTiers = _tiers.Keys.OrderByDescending(k => k);
        foreach (var tier in sortedTiers)
        {
            var availableDevice = _tiers[tier].FirstOrDefault(d => d.CanHandle(task));
            if (availableDevice != null) return availableDevice;
        }
        return null;
    }
}

计算任务与设备类

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public class ComputeTask
{
    public Guid TaskId { get; } = Guid.NewGuid();
    public int RequiredMemoryMB { get; set; }
    public float MinComputeCapacity { get; set; }
}

public class GpuDevice
{
    public string DeviceId { get; set; }
    public int AvailableMemoryMB { get; set; }
    public float ComputeCapacity { get; set; }

    public bool CanHandle(ComputeTask task)
    {
        return AvailableMemoryMB >= task.RequiredMemoryMB 
               && ComputeCapacity >= task.MinComputeCapacity;
    }
}

任务调度示例

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// 初始化梯队系统
var tierSystem = new GpuTierSystem();

// 添加不同梯队设备
tierSystem.AddDevice(3, new GpuDevice { 
    DeviceId = "GPU003", 
    AvailableMemoryMB = 16384, 
    ComputeCapacity = 12.1f 
});

tierSystem.AddDevice(1, new GpuDevice {
    DeviceId = "GPU001",
    AvailableMemoryMB = 8192,
    ComputeCapacity = 5.2f
});

// 创建计算任务
var aiTask = new ComputeTask {
    RequiredMemoryMB = 12288,
    MinComputeCapacity = 10.0f
};

// 分配设备
var assignedDevice = tierSystem.GetOptimalDevice(aiTask);
Console.WriteLine(assignedDevice?.DeviceId ?? "No suitable device found");

动态负载均衡扩展

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public class LoadBalancer
{
    private GpuTierSystem _tierSystem;
    private Queue<ComputeTask> _pendingTasks = new();
    
    public void EnqueueTask(ComputeTask task)
    {
        _pendingTasks.Enqueue(task);
        TryDispatchTasks();
    }

    private void TryDispatchTasks()
    {
        while (_pendingTasks.TryPeek(out var task))
        {
            var device = _tierSystem.GetOptimalDevice(task);
            if (device == null) break;
            
            _pendingTasks.Dequeue();
            ExecuteTask(device, task);
        }
    }
}

该实现包含以下关键特性:

  • 按算力梯队分级管理GPU设备
  • 支持任务需求匹配检查(内存/算力)
  • 线程安全的设备管理
  • 可扩展的动态负载均衡机制

实际部署时需要根据具体硬件规格调整梯队划分标准,并考虑添加设备状态监控、故障转移等生产级功能。

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