SIMD陣列高層建模與性能評估.pdf

1、當前，計算機系統已廣泛引入能較好挖掘數據并行度的單指令多數據(Single Instruction MultipleData，SIMD)并行計算模式，其具體實現形式包括:協處理器、通用圖像處理器以及陣列處理機等。然而，現有并行計算資源在兼容性和可擴展性等方面存在缺陷。本文基于現有異構多核SIMD陣列架構，通過改進多核計算與核內硬件多線程調度機制，提升了系統并行度。并基于所構建的高層模型對SIMD陣列的硬件多線程模塊、片內緩存模塊和二級緩

2、存模塊進行了性能評估，量化分析上述組件對性能的影響。
　　本文利用和改進現有MV5的高層SIMD陣列模型，完成對SIMD陣列核內硬件線程調度策略、cache層次等微結構的設計空間探索。首先，本文在介紹SIMD計算模式及相關技術的基礎上，通過比對分析梳理出通用圖形處理器及向量處理器等并行計算架構與SIMD陣列架構的異同;其次，深入分析和研究現有的MV5的高層SIMD陣列模型，基于對應用程序訪存行為的研究，指出多種先進batch調度策

3、略無法顯著提升性能，并通過實現基于FIFO的簡單調度策略以及大量實驗驗證了先進調度策略無法提升性能;最后，本文通過對SIMD核心數目、SIMD硬件多線程模塊、片內緩存和二級緩存等模塊進行架構探索，對關鍵參數進行探索，并指出微結構對性能構成的影響。本文比對了SIMD陣列在單核到八核配置下的性能，探討多核架構最高效率比的內核數量配置，比對系統在不同線程組織策略下的執(zhí)行效率，得到最優(yōu)化的硬件線程組織方案。
　　本文基于事件驅動仿真平臺M