傳統(tǒng)提高單核處理器性能的方法主要是通過提高時鐘頻率的方式來實現(xiàn)的。隨著大規(guī)模計算應(yīng)用以及復(fù)雜應(yīng)用對處理器的計算能力、存儲系統(tǒng)設(shè)計等方面需求的大幅度提升,單核處理器能耗與熱處理等問題更加難以解決,單純依靠提高時鐘頻率來提升處理器性能的方法已不能滿足這樣的需求。多核處理器的結(jié)構(gòu)是在同一個芯片上整合兩個或者更多個處理器內(nèi)核。多核處理器在低功耗、可靠性以及安全性設(shè)計方面都有著很大的優(yōu)勢,因此,多核處理器的應(yīng)用范圍越來越廣泛。但是,多核處理器結(jié)構(gòu)的特殊性也為復(fù)雜應(yīng)用的調(diào)度以及共享緩存的設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。 多核處理器的調(diào)度比單核處理器的調(diào)度復(fù)雜得多,多核處理器的調(diào)度將任務(wù)分配到不同的處理器內(nèi)核上執(zhí)行,并在滿足整個應(yīng)用系統(tǒng)的性能、功耗等方面約束的前提下,最優(yōu)化執(zhí)行時間。當(dāng)前的主流多核處理器大多采用共享緩存結(jié)構(gòu),但并行應(yīng)用間的沖突訪問會降低系統(tǒng)的性能。為了解決這些問題,本文對多核平臺上的任務(wù)調(diào)度與共享緩存分配算法進行了研究。 針對多核處理平臺上分時任務(wù)的調(diào)度問題,提出了一種基于任務(wù)圖模型的分時任務(wù)調(diào)度策略。對于任務(wù)圖的空間并行調(diào)度模型,采用并行節(jié)點合并、分配的算法進行優(yōu)化；對于時間并行調(diào)度模型,進...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 多核處理技術(shù)背景
        1.1.1 多核處理器的發(fā)展
        1.1.2 多核處理器架構(gòu)
        1.1.3 多核處理器的典型結(jié)構(gòu)
    1.2 多核處理平臺上的任務(wù)調(diào)度
        1.2.1 多核處理平臺上的分時任務(wù)調(diào)度
        1.2.2 多核處理平臺上的實時任務(wù)調(diào)度
    1.3 多核處理平臺上緩存的劃分
    1.4 本文的主要工作
    1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 多核平臺上任務(wù)調(diào)度與共享緩存劃分問題分析
    2.1 多核處理平臺上的調(diào)度問題分析
        2.1.1 靜態(tài)調(diào)度
        2.1.2 動態(tài)調(diào)度
        2.1.3 實時任務(wù)調(diào)度
    2.2 多核處理平臺的共享緩存劃分問題分析
        2.2.1 共享緩存劃分的必要性
        2.2.2 共享緩存劃分方法
        2.2.3 共享緩存的性能分析模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 多核處理平臺上基于任務(wù)圖的分時任務(wù)調(diào)度方法研究
    3.1 研究現(xiàn)狀
    3.2 多核分時任務(wù)調(diào)度算法設(shè)計
        3.2.1 任務(wù)圖調(diào)度模型的建立
        3.2.2 多核平臺上空間與時間并行結(jié)合的思想
        3.2.3 時間并行的優(yōu)化方法
        3.2.4 并行調(diào)度算法框架設(shè)計
    3.3 多核平臺基于任務(wù)圖的空間并行優(yōu)化算法
        3.3.1 多核平臺空間并行調(diào)度模型
        3.3.2 多核平臺空間并行優(yōu)化調(diào)度算法描述
    3.4 多核平臺時間并行優(yōu)化調(diào)度算法
    3.5 空間與時間并行結(jié)合的調(diào)度算法設(shè)計
    3.6. 實驗結(jié)果與分析
        3.6.1 流水線并行的性能測試
        3.6.2 數(shù)據(jù)并行優(yōu)化的性能比較
        3.6.3 流水線并行優(yōu)化的性能比較
        3.6.4 不同算法的性能測試
    3.7 本章小結(jié)
第4章 多核處理平臺的實時任務(wù)調(diào)度方法研究
    4.1 研究現(xiàn)狀
    4.2 多核平臺的處理器預(yù)留算法
        4.2.1 處理器預(yù)留算法模型
        4.2.2 常量利用率服務(wù)器算法
        4.2.3 處理器預(yù)留算法改進設(shè)計
    4.3 多核平臺上實時任務(wù)調(diào)度
        4.3.1 基于時限驅(qū)動的全局預(yù)留調(diào)度算法設(shè)計
        4.3.2 處理器內(nèi)核分配問題
    4.4 實驗結(jié)果與分析
        4.4.1 多核平臺上實時任務(wù)集的可調(diào)度率
        4.4.2 多核平臺軟實時系統(tǒng)測試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 多核處理平臺上共享緩存的分配方法研究
    5.1 研究現(xiàn)狀
    5.2 共享緩存的錯失監(jiān)測方法研究
    5.3 共享緩存分配性能評價模型設(shè)計
    5.4 共享緩存分配算法描述
    5.5 實驗結(jié)果與分析
        5.5.1 檢索數(shù)組長度選取
        5.5.2 硬件開銷分析
        5.5.3 不同緩存容量的性能測試
        5.5.4 幾種共享緩存分配算法的性能比較
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文的總結(jié)
    6.2 論文的主要貢獻
    6.3 進一步的工作
參考文獻
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的主要成果



本文編號：3804460