计算机学报
計算機學報
계산궤학보
CHINESE JOURNAL OF COMPUTERS
2014年
10期
2071-2083
,共13页
于俊清%张维维%陈文斌%涂浩%何云峰
于俊清%張維維%陳文斌%塗浩%何雲峰
우준청%장유유%진문빈%도호%하운봉
多核集群%数据流编程%编译%流水线%COStream
多覈集群%數據流編程%編譯%流水線%COStream
다핵집군%수거류편정%편역%류수선%COStream
multi-core cluster%data flow programs%compilation%pipeline%COStream
数据流编程语言是一种面向领域的编程语言,它能够将计算与通信分离,暴露应用程序的并行性.多核集群中计算、存储和通信等底层资源的复杂性对数据流程序的性能提出了新的挑战.针对数据流程序在多核集群上执行存在资源利用低和扩展性差等问题,利用同步数据流图作为中间表示,文中提出并实现了面向多核集群的层次性流水线并行优化方法.方法包含任务划分与调度、层次流水线调度和数据局部性优化,经过编译优化后生成基于MPI的可并行执行的目标代码.其中任务划分与调度是利用程序中数据和任务并行性将任务映射到计算核上,实现负载均衡和低通信同步开销;层次性流水线调度是利用程序中的并行性构造低延迟流水线调度;数据局部性优化是针对数据访问存在的Cache伪共享做面向存储的优化.实验以X86架构多核处理器组成的集群为平台,选取媒体处理领域的典型应用算法作为测试程序,对层次流水线优化进行实验分析.实验结果表明了优化方法的有效性.
數據流編程語言是一種麵嚮領域的編程語言,它能夠將計算與通信分離,暴露應用程序的併行性.多覈集群中計算、存儲和通信等底層資源的複雜性對數據流程序的性能提齣瞭新的挑戰.針對數據流程序在多覈集群上執行存在資源利用低和擴展性差等問題,利用同步數據流圖作為中間錶示,文中提齣併實現瞭麵嚮多覈集群的層次性流水線併行優化方法.方法包含任務劃分與調度、層次流水線調度和數據跼部性優化,經過編譯優化後生成基于MPI的可併行執行的目標代碼.其中任務劃分與調度是利用程序中數據和任務併行性將任務映射到計算覈上,實現負載均衡和低通信同步開銷;層次性流水線調度是利用程序中的併行性構造低延遲流水線調度;數據跼部性優化是針對數據訪問存在的Cache偽共享做麵嚮存儲的優化.實驗以X86架構多覈處理器組成的集群為平檯,選取媒體處理領域的典型應用算法作為測試程序,對層次流水線優化進行實驗分析.實驗結果錶明瞭優化方法的有效性.
수거류편정어언시일충면향영역적편정어언,타능구장계산여통신분리,폭로응용정서적병행성.다핵집군중계산、존저화통신등저층자원적복잡성대수거류정서적성능제출료신적도전.침대수거류정서재다핵집군상집행존재자원이용저화확전성차등문제,이용동보수거류도작위중간표시,문중제출병실현료면향다핵집군적층차성류수선병행우화방법.방법포함임무화분여조도、층차류수선조도화수거국부성우화,경과편역우화후생성기우MPI적가병행집행적목표대마.기중임무화분여조도시이용정서중수거화임무병행성장임무영사도계산핵상,실현부재균형화저통신동보개소;층차성류수선조도시이용정서중적병행성구조저연지류수선조도;수거국부성우화시침대수거방문존재적Cache위공향주면향존저적우화.실험이X86가구다핵처리기조성적집군위평태,선취매체처리영역적전형응용산법작위측시정서,대층차류수선우화진행실험분석.실험결과표명료우화방법적유효성.