【摘要】： 片上多核作為當(dāng)今處理器設(shè)計(jì)的主流技術(shù),依賴多線程應(yīng)用來充分發(fā)揮性能優(yōu)勢(shì)。但是傳統(tǒng)的并行編程在編程效率與正確性方面卻存在問題,嚴(yán)重制約了對(duì)多核平臺(tái)上大量計(jì)算資源的利用。事務(wù)存儲(chǔ)與線程級(jí)推測(cè)技術(shù)分別從顯式并行編程的同步與串行程序的并行化兩個(gè)方面入手解決傳統(tǒng)多線程編程的困難。它們均通過激進(jìn)地并行執(zhí)行來充分挖掘程序中更多的并行性,并利用硬件進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)依賴檢測(cè)以保證結(jié)果的正確性、簡(jiǎn)化編程。現(xiàn)有的研究往往僅專注于其中一種技術(shù),通過復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)來獲取有限的性能提升。尤其是現(xiàn)有的線程級(jí)推測(cè)方案,大都使用了緊耦合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與復(fù)雜的緩存機(jī)制。本文通過從這兩種技術(shù)的語義模型中抽取出共同特征,嘗試設(shè)計(jì)一種具有較好可擴(kuò)放性并易于實(shí)現(xiàn)的硬件支持方案,在其上可以高效地支持推測(cè)并行與手工并行,為程序員提供豐富的語義支持以簡(jiǎn)化并行編程的復(fù)雜度。 本文在事務(wù)存儲(chǔ)與線程級(jí)推測(cè)技術(shù)的統(tǒng)一硬件支持方面展開了深入系統(tǒng)的研究,主要的研究成果包括:(1)提出了支持推測(cè)并行化的可擴(kuò)展事務(wù)存儲(chǔ)抽象硬件結(jié)構(gòu)模型LogSPoTM,并為該抽象模型提供了一個(gè)易于硬件實(shí)現(xiàn)的方案及其配套軟件環(huán)境。在這套推測(cè)系統(tǒng)上并行化程序執(zhí)行需要調(diào)整的代碼很少,達(dá)到了簡(jiǎn)化并行編程的目的。(2)選取若干個(gè)具有不同訪存行為模式的典型應(yīng)用程序,對(duì)影響LogSPoTM實(shí)現(xiàn)方案性能的關(guān)鍵因素進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)估,分析了一些設(shè)計(jì)選擇對(duì)LogSPoTM實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與性能的影響。(3)針對(duì)軟件模擬器速度緩慢給研究工作帶來的限制,本文最后基于HAsim硬件模擬框架,設(shè)計(jì)了LogSPoTM的硬件模擬環(huán)境,可以將模擬速度提高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。與一般的硬件原型系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證環(huán)境設(shè)計(jì)不同,這里的硬件模擬環(huán)境是一個(gè)高度可配置的研究型模擬器,具有良好的可觀測(cè)性。 在設(shè)計(jì)評(píng)測(cè)LogSPoTM結(jié)構(gòu)模型與配套支持系統(tǒng)的過程中,我們得到了一些關(guān)于如何有效利用線程級(jí)推測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)。首先,為了提升推測(cè)執(zhí)行性能,我們認(rèn)為更多的努力應(yīng)當(dāng)投入到軟件優(yōu)化方面,而不是激進(jìn)地調(diào)整硬件結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)制。利用編譯器識(shí)別應(yīng)用的依賴特征、訪存模式與迭代粒度等特性,對(duì)代碼變換的優(yōu)化應(yīng)可以起到較好的效果。其次,線程級(jí)推測(cè)只在部分應(yīng)用程序上獲得最佳的效果,因而并不能讓自動(dòng)并行完全取代手工并行,但可以作為手工并行的輔助工具來使用。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP333

【引證文獻(xiàn)】

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2 李頎;基于FPGA的片上多處理器建模方法[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：2672873