面向片式結(jié)構(gòu)多核處理器的流編譯優(yōu)化方法研究.pdf

1、片式結(jié)構(gòu)(Tile)多核處理器以其良好的可擴(kuò)展性和低能耗性已經(jīng)成為一種重要的多核架構(gòu)。數(shù)據(jù)流編程(Data Flow Programming)作為一種開發(fā)并行性的有效方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多核處理器。然而,Tile多核處理器在提供強(qiáng)大的計(jì)算能力的同時(shí),將更多的底層細(xì)節(jié)暴露給編程人員,包括層次性的存儲(chǔ)和顯式的通信傳輸?shù)?給 Tile多核處理器上的流編譯技術(shù)帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。因此,為了提高數(shù)據(jù)流程序在Tile多核處理器上的執(zhí)行效率,對Ti

2、le多核處理器上的流編譯技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　針對目前數(shù)據(jù)流模型在理解和編程上的不便,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了DFBrook數(shù)據(jù)流編程語言及相應(yīng)的編譯系統(tǒng)。DFBrook對標(biāo)準(zhǔn)C語言語法進(jìn)行了擴(kuò)展,提供了對數(shù)據(jù)流模型編程的支持。程序員可以通過在C代碼中加入數(shù)據(jù)流代碼來實(shí)現(xiàn)對特定程序模塊的數(shù)據(jù)流執(zhí)行。編譯系統(tǒng)在詞語法分析后生成語法樹,針對該語法樹建立一種中間代碼表示——同步數(shù)據(jù)流圖。然后,結(jié)合Tile結(jié)構(gòu)多核處理器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確立了一個(gè)三級(jí)

3、優(yōu)化策略:軟件流水調(diào)度,存儲(chǔ)訪問優(yōu)化和核間映射的通信優(yōu)化。軟件流水調(diào)度利用整數(shù)線性規(guī)劃的方法將任務(wù)均分到每個(gè)處理核上,實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。在此基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)混合存儲(chǔ)分配算法來充分利用系統(tǒng)上的存儲(chǔ)資源并對軟件流水中冗余的緩沖區(qū)拷貝進(jìn)行消除,同時(shí),對多核平臺(tái)上復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)一步減小網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,降低通信開銷。在三級(jí)優(yōu)化之后,生成面向目標(biāo)多核平臺(tái)上的多線程代碼。
　　實(shí)驗(yàn)以Godson-T為主要的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),選取了數(shù)字媒體中典型的