傳統(tǒng)的單核處理器通過提高運行頻率來提高計算性能。然而,單純增加晶體管數(shù)目不僅耗用大量晶體管資源,而且隨著時鐘頻率不斷攀升,微處理器的功耗也迅速增加。提高芯片性能和減少能耗成為矛盾,單核處理器的性能提升已成為瓶頸。為解決這一問題,多核結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想應(yīng)運而生。通過在單個芯片上集成多個高效內(nèi)核,就可以在保持工作頻率的條件下實現(xiàn)性能的提升,以獲得更高的能效。多核處理器按照集成的處理器核的種類分為同構(gòu)多核處理器和異構(gòu)多核處理器。異構(gòu)多核處理器將不同類型的內(nèi)核集成在一起,在效率和性能方面往往要優(yōu)于同構(gòu)多核處理器。目前,異構(gòu)多核處理器在加速實際應(yīng)用方面獲得了很高的性能,相關(guān)技術(shù)已被逐漸運用到新型高性能計算機中。異構(gòu)多核處理器的特征為高性能并行計算提供了巨大潛力,但是,異構(gòu)多核處理器在并行編程、存儲層次管理等方面都很復(fù)雜,另外,在自動并行工具以及軟件通用性方面仍有很多難題亟待解決,如何充分利用異構(gòu)多核對編程模型和編譯技術(shù)都提出了很大挑戰(zhàn)。本文重點圍繞異構(gòu)多核編譯系統(tǒng)設(shè)計及優(yōu)化等問題進行研究,本文所提出的編譯方法不僅適應(yīng)于特定異構(gòu)多核處理器,也適應(yīng)于其他異構(gòu)多核處理器系統(tǒng)。本文的主要工作和技術(shù)創(chuàng)新概述如... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

CellBEGPU（GraphicsProcessingUnits）是一種圖形圖像處理器

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文構(gòu)[10]，它將 GPU 作為開發(fā)數(shù)據(jù)并行的計算設(shè)備。圖 1.3 顯示了 CUDA 體系結(jié)構(gòu)（圖 1.3 來自文獻[10]）。位論文全文數(shù)據(jù)庫 2011年 第04期 信息科技輯

第 4 頁圖 1.3 CUDA 體系結(jié)構(gòu)目前，多核處理器呈現(xiàn)出越來越廣泛的應(yīng)用，多核時代已經(jīng)到來。多核產(chǎn)發(fā)展對很多領(lǐng)域的相關(guān)概念都賦予了新的內(nèi)涵，同時也提出了新的挑戰(zhàn)。.1.2 多核處理器編程面臨的挑戰(zhàn)多處理器給編程提出了巨大的挑戰(zhàn)。對多核的使用不一定給應(yīng)用帶來更高能提升，一些編程技術(shù)并不一定能夠充分開發(fā)多核處理器的并行性。多核編復(fù)雜性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：


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