DGA—一種支持核外計算并行程序編程模型的設計與實現(xiàn).pdf

1、當今微處理器性能的提高已經(jīng)不再依賴頻率的提升，而是依靠處理器核數(shù)的增加來提高處理器的計算能力。例如，Intel公司的至強系列微處理器。但是，通過比較處理器核數(shù)和內存容量增加速度的關系，可以發(fā)現(xiàn)微處理器核數(shù)的增加速度遠高于內存容量的增加速度。因此，對于今后的多核微處理器，平均每處理器核可用的內存容量逐漸降低。核外計算技術通過把數(shù)據(jù)保存到輔存上，降低了內存的占用開銷，可以緩解將來平均每處理器核可用的主存容量逐漸降低的問題。但是傳統(tǒng)的核外計算

2、技術需要程序員手動的改寫并行程序，限制了核外計算技術的使用。本文針對上述問題，提出了一種支持核外計算的并行程序編程模型，Disk-extended Global Array（簡稱DGA）。DGA編程模型基于傳統(tǒng)的Global Array編程模型（簡稱GA，是PGAS編程模型的一種）設計與實現(xiàn)，DGA利用了GA模型的編程接口，修改其運行時系統(tǒng)，使得DGA在運行過程中內存不足的情況下，可以把數(shù)據(jù)分配到本地輔助存儲器上，從而避免因主存不足而導

3、致程序無法執(zhí)行。
　　本研究首先提出DGA并行程序編程模型。基于傳統(tǒng)的GA編程模型的編程接口，在語義上擴展了其可用存儲的使用范圍，其全局數(shù)組的分配不再限制于計算節(jié)點的主存中。其次，設計并實現(xiàn)了DGA編程模型的運行時系統(tǒng)，該運行時系統(tǒng)能夠在運行時自動感知內存資源不足的情況，把數(shù)據(jù)動態(tài)的分配到本地輔助存儲或者內存中。為了提高系統(tǒng)的整體性能，本文采用了不同的頁面調度算法，設計了優(yōu)化的存儲管理機制，并且為程序員提供了指導全局數(shù)組存儲位置和