針對多媒體應(yīng)用的SIMD編譯優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、近年來多媒體應(yīng)用逐漸成為計算領(lǐng)域研究的熱點。為了獲得更為卓越的性能，幾乎所有的通用處理器生產(chǎn)廠商都為他們的處理器集成了一個或多個多媒體指令擴展部件。針對多媒體應(yīng)用的核心代碼往往具有并行性高、計算精度要求低的特點，這些多媒體擴展部件往往以通用處理器已有的計算資源為基礎(chǔ)，通過一系列整合，以向量部件的形式出現(xiàn)。相應(yīng)的擴展指令集則以單指令多數(shù)據(jù)(SingleInstructionMultiData)的向量指令為主，由于這些擴展指令集主要針對多媒

2、體應(yīng)用，我們稱其為“多媒體擴展指令集”(MultimediaExtensionInstructionl，對應(yīng)的計算部件我們稱為“多媒體擴展部件”。 多媒體擴展指令集的出現(xiàn)，給提升多媒體應(yīng)用的性能帶來了美好的前景，然而如何充分利用這些多媒體擴展指令加速多媒體應(yīng)用，還有很多尚未解決的問題。在多媒體擴展指令出現(xiàn)以后的很長一段時間里，程序員只能通過編譯器有限的支持來使用各種多媒體擴展指令，例如通過嵌入?yún)R編代碼，或者使用編譯器提供的內(nèi)部函

3、數(shù)(intrinsicfunction)等手段在代碼中顯式地使用多媒體擴展部件的指定計算功能。這些手段的使用，一方面要求程序員深入了解多媒體擴展部件的體系結(jié)構(gòu)，并且具備基本的向量化程序開發(fā)能力，大大提高了多媒體程序開發(fā)的難度；另．．方面，由于不同處理器生產(chǎn)廠商的多媒體擴展指令各不相同，缺乏統(tǒng)一的標準，嚴重影響了程序的可移植性。為了解決這些問題，我們有必要增強編譯器對多媒體擴展指令集的支持，使得編譯器能夠使用多媒體擴展指令自動優(yōu)化高級語言

4、編寫的應(yīng)用程序。我們稱編譯器的這種優(yōu)化為“針對多媒體擴展指令集的編譯優(yōu)化”，簡稱為“SIMD編譯優(yōu)化”。 最近幾年在SIMD編譯優(yōu)化領(lǐng)域，取得了一些成果，少數(shù)商業(yè)編譯器如(ICC8．0)已經(jīng)能夠?qū)€別多媒體程序?qū)嵤┯行У膬?yōu)化。然而，編譯器自動優(yōu)化的程序和手工優(yōu)化的程序還是存在很大的性能差距，完全依賴編譯器進行高效率的SIMD優(yōu)化還需要做一些努力。本文在以下幾個方面給出了創(chuàng)新性的研究。 ·針對多媒體應(yīng)用中出現(xiàn)的一階線性遞歸