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基于软硬件的协同支持在众核上对1-DFFT算法的优化研究
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP302[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院计算技术研究所系统结构重点实验室,北京100190
  • 相关基金:本课题得到国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金(2005CB321600)和国家自然科学基金重点项目(60736012)资助.
中文摘要:

随着高性能计算需求的日益增加,片上众核(many-core)处理器成为未来处理器架构的发展方向.快速傅立叶变换(FFT)作为高性能计算中的重要应用,对计算能力和通信带宽都有较高的要求.因此基于众核处理器平台,实现高效、可扩展的FFT算法是算法和体系结构设计者共同面临的挑战.文中在众核处理器Godson-T平台上对1-D FFT算法进行了优化和评估,在节省几乎三分之一L2 Cache存储开销的情况下,通过隐藏矩阵转置,计算与通信重叠等优化策略,使得优化后的1-D FFT算法达到3倍以上的性能提升.并通过片上网络拥塞状况的实验分析,发现对于像FFT这样访存带宽受限的应用,增加L2 Cache的访问带宽,可以缓解因为爆发式读写带给片上网络和L2 Cache的压力,进一步提高程序的性能和扩展性.

英文摘要:

As the increasing demand of high performance computing,many-core architecture becomes to the trend of future processor architecture.Fast Fourier Transform(FFT),both computing intensive and bandwidth intensive,is one of the most important applications of the high performance computing.For both software and hardware developers,it is a challenge to implement high efficiency and scalable FFT algorithm on many-core processor.Based on Godson-T processor,the authors developed an optimized implementation of 1-D FFT through implicitly matrix transpose hidden as well as overlapping computation and communication.The performance of optimized 1-D FFT algorithm achieves more than 3 times better and reduces almost 1/3 L2 Cache consumption.After the analysis of on-chip network congestion problem,the authors suggest that increasing the access bandwidth of L2 cache can alleviate the negative impact on on-chip network and L2 Cache which is brought by burst L2 Cache access.As a result,the performance and scalability of memory bandwidth limited applications,such as FFT,can be further improved.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433