【摘要】：大眾多核化的今天,多核處理器在人們的日常生活中隨處可見。多核處理器就是在一個(gè)處理器上集成兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)算核心,在并行性能提升的情況下,相對(duì)于單核它能夠以更低的頻率處理更高的工作負(fù)載,這樣就能夠在低功耗、小散熱量以及低成本的情況下提升處理器的性能。處理器從單核發(fā)展到多核,傳統(tǒng)的、適用于單核的串行編程模式與多核的并行架構(gòu)之間的矛盾越發(fā)明顯。為了充分利用多核性能,就需要設(shè)計(jì)一種并行編程模型來編寫更高效的應(yīng)用程序。另一方面,多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展與普及。這種數(shù)據(jù)量大、對(duì)實(shí)時(shí)性要求高、計(jì)算處理具有高度可并行的任務(wù),在傳統(tǒng)串行架構(gòu)上優(yōu)化的有限性,給多核的并行化帶來了新的機(jī)遇。如何在多核環(huán)境下更好的發(fā)揮處理器的性能優(yōu)勢(shì),滿足圖像和流媒體應(yīng)用的需求就成了當(dāng)前面臨的主要困難。為了解決這個(gè)問題,本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種新的基于多核架構(gòu)的并行計(jì)算平臺(tái),應(yīng)用于大計(jì)算量的程序性能的優(yōu)化。它以任務(wù)為最小的運(yùn)行單位,便于程序員將現(xiàn)有的程序改成并行的程序。同時(shí)使用任取竊取結(jié)合動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法,使任務(wù)更加均衡的分配到多核處理器的各個(gè)計(jì)算核心上,更加有效的利用處理器的計(jì)算資源,從而使并行性和計(jì)算性能得到很大的提升。本文的主要貢獻(xiàn)如下：(1)在詳細(xì)剖析了多核處理器體系結(jié)構(gòu)和并行算法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析影響多核并行計(jì)算性能的主要因素,探討適合于發(fā)揮多核性能的算法和編程技術(shù)。(2)提出了一種基于任務(wù)的、同時(shí)結(jié)合負(fù)載平衡算法的任務(wù)竊取多核并行計(jì)算平臺(tái)模型。(3)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)針對(duì)多媒體和圖像等大數(shù)據(jù)計(jì)算的并行計(jì)算平臺(tái)。
[Abstract]:Nowadays, multicore processors are widely used in people's daily life. A multicore processor integrates two or more computing cores on a single processor, which can handle higher workloads at a lower frequency than a single core when parallel performance is improved, thus enabling low power consumption. Small heat loss and low cost to improve processor performance. The processor has developed from single core to multi core, and the contradiction between the traditional serial programming mode and the parallel architecture of multi core is becoming more and more obvious. In order to make full use of multi-core performance, we need to design a parallel programming model to write more efficient applications. On the other hand, the rapid development and popularization of multimedia and network technology. Because of the large amount of data, the high requirement of real-time, the high parallelism of computing processing, the finiteness of optimization in the traditional serial architecture brings new opportunities for the parallelization of multi-cores. How to give full play to the performance advantage of the processor in multi-core environment and meet the needs of image and streaming media applications has become the main difficulty. In order to solve this problem, this paper designs and implements a new parallel computing platform based on multi-core architecture, which is applied to the optimization of program performance of large computational complexity. It is the task of the smallest running unit, easy for programmers to change existing programs into parallel programs. At the same time, the use of arbitrary theft combined with dynamic load balancing algorithm, so that tasks more evenly distributed to the various computing cores of multi-core processors, more effective use of processor computing resources, Therefore, parallelism and computing performance are greatly improved. The main contributions of this paper are as follows: (1) based on the detailed analysis of the architecture of multi-core processors and the characteristics of parallel algorithms, the main factors affecting the performance of multi-core parallel computing are analyzed. This paper discusses algorithms and programming techniques suitable for multi-core performance. (2) A task-based algorithm is proposed. At the same time, a multi-core parallel computing platform model based on load balancing algorithm is proposed. (3) A parallel computing platform for big data computing such as multimedia and image is implemented.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP338.6

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本文編號(hào)：2361767