高通量視頻編碼應(yīng)用的特征分析.pdf

1、數(shù)十年來，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)一直在不停的演化和發(fā)展著，而來自上層的應(yīng)用需求則是一個(gè)重要的驅(qū)動(dòng)來源。隨著一些新興應(yīng)用的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的高性能通用處理器已經(jīng)難以發(fā)揮其功效，因此，針對(duì)特定應(yīng)用的專用處理器成為近年來的發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)一類重要的應(yīng)用領(lǐng)域展開研究工作:面向高通量計(jì)算的處理器體系結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的高性能計(jì)算不同，高通量計(jì)算并不追求單個(gè)程序的最佳性能，而是力求在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的任務(wù)吞吐量。高通量計(jì)算常常被用在大型的

2、數(shù)據(jù)中心，用來為客戶提供持續(xù)的、高負(fù)載服務(wù)，包括眾多的應(yīng)用領(lǐng)域:視頻編解碼，商業(yè)文本處理，大型事務(wù)處理等等。本文針對(duì)其中一個(gè)典型的應(yīng)用——視頻編碼進(jìn)行研究，分析典型的視頻編碼器所具有的行為特征，并據(jù)此給出相應(yīng)的處理器體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議。
　　 論文的主要研究?jī)?nèi)容和成果包括以下幾個(gè)方面:(1)分析了三個(gè)主流的視頻編碼器（xvid、x264和vp8）所具有的階段性特征，并提出針對(duì)程序中核心模塊進(jìn)行加速的設(shè)計(jì)方案。(2)構(gòu)造了一個(gè)多功能

3、的視頻編碼程序包以用于后續(xù)的分析和評(píng)估。該程序包被設(shè)計(jì)成三層，第一層是原始的完整編碼器，第二層是從原始編碼器中提取出的核心模塊，第三層是原始編碼器的裁減版本。(3)引入一個(gè)簡(jiǎn)單的分析模擬工具，并用其詳盡的分析了所構(gòu)造的程序包，通過提取出編碼程序的行為特征來評(píng)估其對(duì)對(duì)下層處理器的影響以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求，同時(shí)給出了一些有用的指導(dǎo)建議。
　　 本文的研究工作是一個(gè)從應(yīng)用到結(jié)構(gòu)的自頂向下的設(shè)計(jì)過程，這一方法為專用處理器體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)