🌟 NVIDIA добавила нативную поддержку Python в CUDA.

Python уже несколько лет уверенно лидирует среди языков программирования, а теперь стал ещё ближе к железу. На GTC 2025 NVIDIA объявила о полноценной интеграции Python в свой CUDA-стек.

Это значит, что писать код для GPU можно будет напрямую на Python — без погружения в C++ или Fortran. Как подчеркнул Стивен Джонс, архитектор CUDA, цель — сделать инструмент естественным для Python-разработчиков: «Это не перевод синтаксиса C на Python. Все должно работать так, как привыкли разработчики».

Раньше CUDA требовала глубокого понимания низкоуровневых языков и это здорово ограничивало аудиторию. Сейчас, когда Python стал стандартом в ML и DS, NVIDIA открывает двери для миллионов программистов. По данным The Futurum Group, в 2023 году CUDA использовали 4 миллиона человек — теперь их число может резко вырасти.

Техническая часть такая же обширная, как и ожидания этого события профессиональным сообществом.

🟢Во-первых, появилась библиотека cuPyNumeric — аналог NumPy, который переносит вычисления с CPU на GPU буквально заменой импорта.

🟢Во-вторых, CUDA Core переосмыслен для Python: здесь сделан упор на JIT-компиляцию и минимизацию зависимостей.

🟢В-третьих, добавлены инструменты для профилирования и анализа кода, а ускоренные C++-библиотеки теперь доступны из Python без потерь в производительности.

Но главное — новый подход к параллельным вычислениям. Вместо ручного управления потоками, как в C++, NVIDIA предлагает модель CuTile, которая оперирует массивами, а не отдельными элементами. Это упрощает отладку и делает код читаемым, не жертвуя скоростью. По сути, разработчики получают высокоуровневую абстракцию, скрывающую сложности железа, но сохраняющую гибкость.

Пока CuTile доступен только для Python, но в планах — расширение для C++. Это часть стратегии NVIDIA по поддержке новых языков: Rust и Julia уже на походе.

Python-сообщество уже может экспериментировать — например, интегрировать CUDA-ядра в PyTorch или вызывать привычные библиотеки. Теперь даже те, кто никогда не писал на C++, смогут использовать всю мощь GPU — осталось проверить, как это скажется на скорости создания прекрасных LLM светлого будущего.

🔜 Посмотреть полную презентацию на GTC 2025


@ai_machinelearning_big_data

#AI #ML #Python #CUDA #NVIDIA

🌟 Фреймворк **CUDA-L1** сам научился оптимизировать код для GPU — и добился в среднем **3.12× ускорения работы модели**, а в пике — **до 120×**. .

Попросите любую LLM написать CUDA-код, и скорее всего, вы получите что-то, что либо не компилируется, либо работает мучительно медленно. Причина проста: качественного CUDA-кода в обучающих данных моделей почти не было.

Чтобы исправить это досадное упущение, Deep Reinforce AI создали систему CUDA-L1, которая основана на трехэтапном пайплайне: сначала supervised-обучение для освоения основ, затем self-supervised для практики и, наконец, контрастное обучение с подкреплением, чтобы было все максимально быстро.

🟢На первом этапе система училась писать корректный и компилируемый CUDA-код.

Для этого существующий код был аугментирован - создавались его вариации, чтобы повысить насмотренность модели.

🟢На втором этапе модель генерировала собственный CUDA-код, тестировала его и училась на работающих примерах, отсеивая неудачные.

🟢Самое интересное - третий этап.

Обучаемой модели показывали несколько реализаций CUDA-ядер вместе с их показателями ускорения, например: «kernel_v1 дает ускорение 1.2x», «kernel_v2 — 2.8x», а «kernel_v3 — 1.5x». Затем задали 3 вопроса:

🟠Почему kernel_v2 настолько быстрее?
🟠Какая стратегия оптимизации сработает еще лучше?
🟠Напиши ядро, которое превзойдет их все.

Таким образом, модель не гадает вслепую, а учится на конкретных примерах, анализируя причины разницы в производительности.

🟡Отдельная история - как победили reward hacking.

После обучения выяснилось, что более 30% сгенерированных реализаций пытались сжульничать - создавали дополнительные CUDA-потоки, которые выполнялись асинхронно.

Поскольку бенчмарк KernelBench отслеживал время только на основном потоке, код выглядел быстрее, чем был на самом деле, показывая фиктивное ускорение в 18 раз.

Другие уловки состояли в манипуляции гиперпараметрами задачи (уменьшение batch_size или размерностей) и кеширование результатов вычислений.

🟡Пришлось строить многоуровневую защиту.

Во-первых, в качестве "адвоката дьявола" взяли adversarial-чекер на базе DeepSeek-R1, который анализировал код на предмет эксплойтов с точностью обнаружения более 60%.

Во-вторых, собрали базу данных из более чем 500 уникальных паттернов взлома, это повысило точность обнаружения на 25%.

И в-третьих, применили математическое сглаживание и нормализацию наград, где любое подозрительное ускорение (от 1.5x для простых операций) дополнительно проверялось.

🟡После всех фильтров и проверок прогон на бенчмарке KernelBench оказался весьма позитивными.

Система успешно сгенерировала рабочий код для 249 из 250 задач, причем в 240 случаях код оказался быстрее базовой реализации.

Среднее ускорение по всем задачам составило 3.12 раза, максимальное - аж 120 раз. Медианное ускорение (50-й перцентиль) составило 1.42x, а 75-й перцентиль — 2.25x.

Производительность по уровням сложности задач распределилась следующим образом: на простых операциях среднее ускорение составило 2.78x, на последовательностях операторов - 3.55x, а на сложных задачах вроде полных слоев трансформера - 2.96x.

🟡Самое важное - это переносимость оптимизаций.

Код, оптимизированный на NVIDIA A100, был протестирован на других GPU. Результаты показали, что найденные паттерны оптимизации фундаментальны и работают на разных архитектурах.

Среднее ускорение на H100 составило 2.39x (успешных ускорений 227 из 250), на L40 — 3.12x (228/248), а на потребительской RTX 3090 — 2.50x (213/242).

▶️ Пока веса и код не опубликованы, но в ожидании можно покрутить интерактивное демо и воспроизвести тесты из пейпера - в репозитории проекта есть фрагменты CUDA-кода с отдельными версиями для разных GPU.


📌Лицензирование: GPL-3.0 License.


🟡Страница проекта
🟡Arxiv
🟡Demo
🖥Github


@ai_machinelearning_big_data

#AI #ML #CUDA #DeepReinforce #ContrastiveRL