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Java虚拟机在Intel众核架构下的动态数据预取研究与优化
  • ISSN号:1000-1220
  • 期刊名称:《小型微型计算机系统》
  • 时间:0
  • 分类:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]复旦大学计算机学院,上海200433, [2]上海交通大学软件学院,上海200240
  • 相关基金:国家“八六三”高技术研究发展计划项目(2012AA010905)资助;国家自然科学基金青年项目(61402284)资助.
中文摘要:

Intel Xeon Phi协处理器作为现阶段极具代表性的众核产品之一,为应用程序提供了强大的硬件环境和计算资源.然而,Xeon Phi所采用的内存设计存在高访问延迟的问题,因此非常依赖于缓存数据预取技术以提升访存性能.而Java作为一门具有自动内存管理且被广泛使用的语言,现有设计并未针对于Xeon Phi架构采取访存相关的优化.本文详细地研究了Xeon Phi上的缓存预取机制,并在Hot Spot虚拟机内部设计实现了一套动态的运行时缓存预取解决方案,该方案相比传统的静态方法和现有动态预取方案更适合于Xeon Phi众核架构及Java动态语言环境.本文通过实验表明,该动态预取方案在Xeon Phi众核平台上可以带来平均2.5倍的单线程加速比以及40%的多线程最优性能提升.

英文摘要:

Intel Xeon Phi coprocessor, as one of the most representative many-core products, provides very powerful hardware support and computing resources. However, the memory design that Xeon Phi employs has rather high access latency, thus relies heavily on cache data prefetching techniques for performance improvement. Java, as a widely-used language with automatic memory manage- ment, currently does not have such memory-related optimizations for Xeon Phi architecture. In this paper, we perform a comprehensive study on Xeon Phi's prefetching mechanism and propose a dynamic data prefetching solution with an implementation inside HotSpot virtual machine. Compared to traditional static methods and current dynamic prefetching schemes,our solution is more suitable for Xe- on Phi many-core architecture and Java dynamic runtime environment. The evaluation results demonstrate that our solution could achieve an averagely 2.5x performance speedup and improve the best multi-threaded throughput by 40% on Xeon Phi.

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期刊信息
  • 《小型微型计算机系统》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院沈阳计算技术研究所
  • 主编:林浒
  • 地址:沈阳市浑南新区南屏东路16号
  • 邮编:110168
  • 邮箱:xwjxt@sict.ac.cn
  • 电话:024-24696120 024-24696190-8870
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1220
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1106/TP
  • 邮发代号:8-108
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国科学引文数据库来源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:23212