類數(shù)據(jù)流驅(qū)動的分片式處理器上一種超塊優(yōu)化技術.pdf

1、分片式處理器體系結構(TPA)將計算、存儲和互連資源組織成片式的基本結構單元，并將大量的片式單元由高效能、可擴展的片上網(wǎng)絡連接起來。為了有效利用TPA豐富的片上資源，高度暴露程序并行性，指令集體系結構(ISA)的設計是首要問題，與ISA配合的編譯技術也至關重要。數(shù)據(jù)流模型和超塊技術的結合為二者的協(xié)同的設計提供了一個較理想的解決方案。編譯器根據(jù)一定的選擇標準將某些執(zhí)行路徑上的基本塊集合成規(guī)模更大的多指令塊，有利于接下來的全局優(yōu)化和指令調(diào)度

2、，同時提高塊內(nèi)的指令級并行性。但是，如果編譯器一味保守的按照程序的串行順序組織超塊，使得超塊間和超塊內(nèi)部受限于數(shù)據(jù)依賴，就會削弱整個程序運行時的潛在數(shù)據(jù)級并行性和線程級并行性，不利于發(fā)揮分片式多核結構的優(yōu)勢。本文，提出了一種稱為“超塊內(nèi)多任務”的超塊分裂重組技術來模擬TPA結構上多線程運行的效果，進一步挖掘運行串行單線程程序時的指令級并行性。本文的主要研究工作和成果包括:
　　 (1)提出了一種“超塊內(nèi)多任務”的方法，并給出其對

3、串行程序性能提升的理論依據(jù)。這種方法通過從多個任務中分別抽取任務片段來組織超塊，從而提高超塊內(nèi)部指令級并行性。本文驗證了這種方法的可行性和有效性，實驗選用的三個程序獲得了平均超過兩倍的性能提升。
　　 (2)提出了一種“跨層循環(huán)展開”的編譯優(yōu)化技術。這種技術是“超塊內(nèi)多任務”在編譯器前端的一種實現(xiàn)方法?；舅枷胧?，在保證程序正確性的前提下，將循環(huán)的最外層的各次迭代在其內(nèi)層循環(huán)中的某一層中展開指定次數(shù)，從而使原本放置在不同超塊中屬