發(fā)布時間：2019-08-11 16:45

【摘要】：針對當前采用獨立顯卡的桌面計算機系統(tǒng)架構(gòu)普遍存在的CPU(中心處理單元)訪問GPU(圖形處理單元)存儲空間數(shù)據(jù)傳輸延遲較大的瓶頸,采用了龍芯GS464處理器核心實現(xiàn)的UA(uncache acceleration)機制對GPU驅(qū)動程序中的GPU存儲空間訪問接口進行優(yōu)化,極大地提高了處理器向GPU等IO存儲空間連續(xù)數(shù)據(jù)寫入的速度。詳細分析了龍芯處理器UA機制的原理及其相對于uncache方式IO寫所能帶來的性能提升。通過UA機制優(yōu)化了龍芯3A+2H平臺的GPU驅(qū)動性能,x11perf測試結(jié)果顯示,采用UA優(yōu)化GPU驅(qū)動后,Xserver的一些接口性能提升達5%~230%。將龍芯處理器的UA機制封裝到了標準MMAP系統(tǒng)調(diào)用,并通過該擴展后的系統(tǒng)調(diào)用優(yōu)化了Xserver的Xvideo擴展接口,實驗結(jié)果顯示,播放常見較高分辨率視頻時該接口性能能夠有6~12倍的性能提升。
【圖文】：

逡逑芯３Ａ邋＋２Ｈ平臺的圖形驅(qū)動和圖像接口優(yōu)化也取得邐性能改進。逡逑了顯著的性能提升。逡逑本文對如下內(nèi)容進行了描述和分析：龍芯邐１邋龍芯ＧＳ４６４處理器核ＵＡ機制逡逑ＧＳ４６４處理器核心ＵＡ硬件的實現(xiàn)機制；ＵＡ的加速逡逑機制，以及ＵＡ和ｕｎｃａｃｈｅ兩種機制下ＧＰＵ存儲寫邐龍芯ＧＳ４６４處理器核心實現(xiàn)了類似于ＭＩＰＳ逡逑入速度差異的量化方式對比；對龍芯平臺Ｌｉｎｕｘ核邋Ｒ１００００處理器的ＵＡ機制，該機制的邏輯結(jié)構(gòu)如逡逑的存儲映射（ｍｅｍｏｒｙ邋ｍａｐ，邋ＭＭＡＰ）系統(tǒng)的調(diào)用及邋圖１所示。ＧＳ４６４處理器核實現(xiàn)了兩個與ＭＩＰＳ逡逑ＵＡ功能擴展；實驗用龍芯３Ａ＋２Ｈ互聯(lián)平臺；采用邐Ｒ１００００相同的３２字節(jié)的ＵＡ緩沖器人口（ｉｍｃａｃｈｅ逡逑ＵＡ邋擴展的邋ＭＭＡＰ邋系統(tǒng)調(diào)用后龍芯，，３Ａ邋＋邋２Ｈ邋平臺邋ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ邋Ｗｆｆｅｒ邋ｅｎｔｒｙ，ＵＡＢＥ），與邋ＭＩＰＳ邋Ｒ１００００邋處逡逑ＧＰＵ存儲空間寫入與ｕｎｃａｃｈｅ方式的性能差異；３Ａ邐理器４項ＦＩＦＯ等待隊列不同，ＧＳ４６４處理器核實現(xiàn)逡逑＋邋２Ｈ平臺ＧＰＵ驅(qū)動進行ＵＡ改造前后的圖形應用邐了邋８項ＦＩＦＯ等待隊列。逡逑程序編程接口（ＡＰＩ）性能提升；采用ＵＡ擴展的逡逑小十邋＞ｉ＜邐邋大．］■邋邐＇逡逑？邋５ｃｙｃｌｅ邋］邐２００ｃｙｃｌｅ邐｜逡逑ｆ邐［邐邐ｒ邐邐邐；邐Ｉ逡逑｜邐｜邐邐邋；邐？逡逑ＧＳ４６４邐ｊ邐ＵＡ邐｜邐；逡逑ｉ邐Ｂｕｆｆｅｒ邐＝＝１邋１邐！邐Ｊ逡逑！邐ｉ邐Ｅｎｔｒｙ邋０邐ｊ＿＿邐邋：邐ｉ逡逑１１１邋邐逡逑指令提交隊列邋邐邋ｊ邐ＧＰＵ存儲單元逡逑Ｉ邐１邐Ｌｖ曰邋／Ａ邋丁寫完■成邋一＂一邋

個簡單的軟件同步就可以對原有接邐成，其中一級交叉總線ＡＸＩ連接了邋４個作為主設備逡逑口進行ＵＡ優(yōu)化。邐的ＧＳ４６４處理器核，作為主從設備的ＨＴ控制器以逡逑及４個作為從設備的二級ＣＡＣＨＥ模塊，二級交叉逡逑４邋ＵＡ與ｕｎｃａｃｈｅ對比實驗平臺邐開關(guān)則主要連接了作為主設備的４個二級ＣＡＣＨＥ逡逑模塊與作為從設備的內(nèi)存控制器（ｍｅｍｏｒＹ邋ｃｏｎｔｒｏｌ＿逡逑本文的ＵＡ性能優(yōu)化實驗采用了龍芯３Ａ邋＋邋２Ｈ邐１？，ＭＣ）模塊。龍芯３Ａ的ＨＴ控制器通過板級總逡逑開發(fā)平臺，該平臺的邏輯結(jié)構(gòu)如圖４所示。其中龍邐線與龍芯２Ｈ的ＨＴ控制器連接形成數(shù)據(jù)通路。逡逑邐龍芯３Ａ邐逡逑Ｐ0邐ＰＩ邐Ｐ２邐Ｐ３邐邐龍芯、２Ｈ邐逡逑Ｖ，邐／邋Ｖ邐Ｖ邋ｖ邐ｖ邐Ｊ邐，邐，邋＿邐＿邐Ｉ，逡逑ｎ；邐山邐ｎ｝邐Ｕ／邐（邐＼（邐＼（邐＼逡逑ｒ－＊邐＾ｆ—１邐——邋ＧＳ邋ＧＰＵ邋ＰＣＩＥ逡逑ＡＸＩ邐＾［ｈｔ［：Ｐ＝＝Ｚ＝２［邋ＨＴ邋４６４邋ＤＣ邋４Ｘ逡逑＃０邐＃１邐＃２邐＃３邐［邐￣逡逑Ｌ＾Ｌ＾ＪＬ＾ＪＬ＾Ｊ邐——＾——逡逑Ｘ２邐￣１￣邋邐邋邐）（￣邋￣逡逑邐＾邐邋屮—邐ＭＣ邋ＡＸＩ．ＭＵＸ邋ｊ［其他逡逑ＭＣ邐其他邐逡逑丨邋ｉ邐－＿」■邐＋邐…－一逡逑＇邐＾邐ＧＰＵ及ＤＣ顯示內(nèi)存逡逑系統(tǒng)主內(nèi)存邐■．邐邐邐邐逡逑圖４龍芯３Ａ＋２ＨＵＡ優(yōu)化對比實驗平臺逡逑龍芯２Ｈ芯片內(nèi)部包含了一個ＶＩＶＡＮＴＥ邐銷遠大于本地存儲空間訪問的開銷。逡逑ＧＣ１０００邋ＧＰＵ模塊，下文所描述的ＧＰＵ驅(qū)動即表示逡逑該ＧＰＵ的驅(qū)動程序。該ＧＰＵ與ＨＴ控制器以及顯邋５邋ＧＰＵ存
【作者單位】： 計算機體系結(jié)構(gòu)國家重點實驗室中國科學院計算技術(shù)研究所;中國科學院計算技術(shù)研究所;中國科學院大學;龍芯中科技術(shù)有限公司;
【基金】：國家“核高基”科技重大專項課題(2009ZX01028-002-003,2009ZX01029-001-003,2012ZX01029-001-002-002,2014ZX01020201) 國家自然科學基金(61221062,61232009,61222204,61432016)資助項目
【分類號】：TP332

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 ;MPtostream:an OpenMP compiler for CPU-GPU heterogeneous parallel systems[J];Science China(Information Sciences);2012年09期

2 伍鳴;張福新;林偉;許先超;袁楠;王劍;;龍芯2號處理器系統(tǒng)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)[J];計算機研究與發(fā)展;2006年06期

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 林偉;Linux內(nèi)存管理子系統(tǒng)在龍芯2號上的優(yōu)化[D];中國科學院研究生院（計算技術(shù)研究所）;2005年

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張爽爽;孟小甫;汪文祥;高翔;;龍芯UNCACHE加速原理及其在系統(tǒng)圖形性能優(yōu)化中的應用[J];高技術(shù)通訊;2015年04期

2 Xiangke LIAO;Liquan XIAO;Canqun YANG;Yutong LU;;MilkyWay-2 supercomputer: system and application[J];Frontiers of Computer Science;2014年03期

3 孟小甫;高翔;從明;張爽爽;;龍芯3A多核處理器系統(tǒng)級性能優(yōu)化與分析[J];計算機研究與發(fā)展;2012年S1期

4 張曉輝;程歸鵬;從明;;龍芯處理器上的TLB性能優(yōu)化技術(shù)[J];計算機研究與發(fā)展;2011年S1期

相關(guān)碩士學位論文 前5條

1 姜力波;Linux內(nèi)存管理分析與研究[D];電子科技大學;2011年

2 李婷;基于“龍芯”的衛(wèi)星數(shù)字電視接收系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];中國石油大學;2010年

3 李愷;Glibc庫在龍芯2F上的優(yōu)化[D];中國科學技術(shù)大學;2010年

4 劉波;基于龍芯SIMD技術(shù)的RealVideo解碼優(yōu)化[D];中國石油大學;2008年

5 張榮亮;Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核分析與研究[D];江西師范大學;2007年

【相似文獻】

相關(guān)會議論文 前2條

1 郭續(xù)勝;;白細胞精子癥不育患者精漿UA、Zn的檢測及意義[A];中華醫(yī)學會第七次全國檢驗醫(yī)學學術(shù)會議資料匯編[C];2008年

2 賀巖;李富榮;杜宗孝;樸文花;;血清BNP、hs-CRP、cTnI及UA聯(lián)合檢測對心力衰竭的臨床價值[A];中華醫(yī)學會第九次全國檢驗醫(yī)學學術(shù)會議暨中國醫(yī)院協(xié)會臨床檢驗管理專業(yè)委員會第六屆全國臨床檢驗實驗室管理學術(shù)會議論文匯編[C];2011年

本文編號：2525409