本文關(guān)鍵詞：基于Tilera多核處理器的并行模型研究

  更多相關(guān)文章： 多核 TILE-Gx36 Phoenix 低照度圖像增強(qiáng) 并行

【摘要】：隨著近年來多核處理器技術(shù)的發(fā)展,處理器上集成的核數(shù)量越來越多,這就要求程序員必須掌握并行程序的開發(fā)技術(shù)。各種并行開發(fā)模型已經(jīng)比較成熟,如基于谷歌MapReduce思想和共享內(nèi)存架構(gòu)在多核處理器上實(shí)現(xiàn)的并行框架,獨(dú)立于語(yǔ)言的、與處理器和操作系統(tǒng)無關(guān)的核間通信接口MCAPI都已經(jīng)開始使用。目前,使用多個(gè)低頻率的核經(jīng)過Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)集成到一個(gè)處理器上已經(jīng)在處理性能上達(dá)到先進(jìn)水平,而Tilera系列處理器就是其中的代表。本文首先研究了Tilera多核處理器的架構(gòu)和核間通信模型,其最大的特點(diǎn)就是基于二維iMesh網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)和通信模型。其次,針對(duì)兩種通用并行編程模型MCAPI和Phoenix進(jìn)行研究,并對(duì)其在Tilera多核處理器上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。最后,在Phoenix并行編程模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了并行化的圖像增強(qiáng)算法。為了驗(yàn)證并行算法在Tilera多核處理器上的效率,對(duì)在Tilera TILE-GX36上實(shí)現(xiàn)的MCAPI核間通信效率進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí)對(duì)Phoenix框架的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試集進(jìn)行了性能測(cè)試與分析,并發(fā)現(xiàn)并行核數(shù)量與程序執(zhí)行之間存在的問題,其性能瓶頸主要是I/O壓力造成的。最后對(duì)使用Phoenix實(shí)現(xiàn)的低照度圖像增強(qiáng)算法進(jìn)行了測(cè)試,使用不同核數(shù)量和不同大小的輸入數(shù)據(jù)對(duì)性能進(jìn)行分析,驗(yàn)證了Phoenix并行框架對(duì)程序運(yùn)行效率的提升是具有普遍性的并且易于實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：多核 TILE-Gx36 Phoenix 低照度圖像增強(qiáng) 并行
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP332
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-11
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表11-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 多核平臺(tái)的發(fā)展15-16
• 1.2 多核并行編程技術(shù)與難點(diǎn)16-17
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)17
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)和組織17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 Tilera多核片上架構(gòu)綜述19-29
• 2.1 多核架構(gòu)概述19-21
• 2.1.1 可編程多核處理器20
• 2.1.2 I/O設(shè)備20-21
• 2.2 Tile處理器架構(gòu)21-24
• 2.2.1 處理器引擎22
• 2.2.2 高速緩存引擎22-23
• 2.2.3 交換引擎23-24
• 2.3 核陣列24-26
• 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)流25-26
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)流26
• 2.3.3 直達(dá)高速緩存I/O26
• 2.4 高速緩存架構(gòu)26-28
• 2.4.1 高速緩存架構(gòu)概述26-27
• 2.4.2 緩存微架構(gòu)27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 多核架構(gòu)上核間通信分析與研究29-51
• 3.1 iMesh網(wǎng)絡(luò)29-33
• 3.1.1 iMesh網(wǎng)絡(luò)分析29-32
• 3.1.2 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)32
• 3.1.3 核間網(wǎng)絡(luò)32-33
• 3.2 通信機(jī)制33-35
• 3.2.1 共享內(nèi)存34-35
• 3.2.2 硬件網(wǎng)絡(luò)35
• 3.3 動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)35-38
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)屬性35-36
• 3.3.2 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)36-37
• 3.3.3 消息網(wǎng)絡(luò)37-38
• 3.4 靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)38-40
• 3.4.1 靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)概述38
• 3.4.2 靜態(tài)路由協(xié)議38-39
• 3.4.3 數(shù)據(jù)流量控制和用戶訪問級(jí)特殊功能寄存器39-40
• 3.5 用戶動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)40-50
• 3.5.1 UDN基本用法40-41
• 3.5.2 避免UDN死鎖41-42
• 3.5.3 寄存器設(shè)置42-44
• 3.5.4 UDN應(yīng)用44-47
• 3.5.5 UDN測(cè)試與分析47-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 多核架構(gòu)上并行模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)51-75
• 4.1 MCAPI模型分析51-55
• 4.1.1 MCAPI節(jié)點(diǎn)分析52-53
• 4.1.2 MCAPI通信類型53-55
• 4.2 Phoenix模型分析55-57
• 4.2.1 Phoenix框架數(shù)據(jù)處理流程55-56
• 4.2.2 Phoenix框架緩沖區(qū)管理機(jī)制56
• 4.2.3 Phoenix框架錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制56-57
• 4.3 MCAPI模型實(shí)現(xiàn)57-65
• 4.3.1 模塊設(shè)計(jì)57-60
• 4.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)60-62
• 4.3.3 函數(shù)接.實(shí)現(xiàn)62-65
• 4.4 Phoenix模型架構(gòu)實(shí)現(xiàn)65-70
• 4.4.1 Phoenix框架并發(fā)和本地管理65-66
• 4.4.2 Phoenix數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)66-68
• 4.4.3 任務(wù)工作負(fù)載特性68
• 4.4.4 Key-value數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)68-70
• 4.5 低照度圖像增強(qiáng)算法的并行設(shè)計(jì)70-73
• 4.5.1 低照度圖像增強(qiáng)算法的分析70
• 4.5.2 基于Phoenix框架低照度圖像算法的并行架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)70-73
• 4.6 本章小結(jié)73-75
• 第五章 硬件通信和并行模型的測(cè)試與分析75-89
• 5.1 MCAPI通信測(cè)試與分析75-78
• 5.1.1 測(cè)試平臺(tái)75-76
• 5.1.2 測(cè)試結(jié)果及分析76-78
• 5.2 Phoenix框架多核性能分析78-83
• 5.2.1 測(cè)試方法78-79
• 5.2.2 測(cè)試結(jié)果及分析79-83
• 5.3 Phoenix應(yīng)用的測(cè)試與分析83-86
• 5.4 本章小結(jié)86-89
• 第六章 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 論文工作總結(jié)89
• 6.2 研究方向展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 致謝95-97
• 作者簡(jiǎn)介97-98

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