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EDGE结构上一种通过超块重组加速单线程应用的方法
  • ISSN号:1000-1220
  • 期刊名称:小型微型计算机系统
  • 时间:0
  • 页码:2249-2254
  • 分类:TP303[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]中国科学技术大学计算机科学与技术学院,合肥230027
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60970023)资助; 国家“九七三”重点基础研究发展计划项目(2011CB302501)资助; 国家“八六三”高技术研究发展计划项目(2012AA010902,2012AA010901)资助; 国家科技重大专项项目(2009ZX01036-001-002,2011ZX01028-001-002-3)资助
  • 相关项目:众核处理器结构上的并行程序执行模型
中文摘要:

Explicit Data Graph Execution(EDGE)ISA是一种专门为类数据流驱动的分片式众核处理器而设计的指令集体系结构.相较于传统的采用控制流驱动的处理器,EDGE结构以超块(Hyperblock)而不是单个指令作为其执行单位,在超块内部实现数据流执行,超块之间按照推测序保持控制流执行,有利于挖掘指令级并行性.但是,EDGE编译器按照程序的串行执行顺序组织超块,超块间和超块内部受限于数据依赖,削弱了整个程序运行时的潜在数据级并行性和线程级并行性,不利于发挥EDGE分片式结构的优势.本文通过分析EDGE编译器超块组织的特点,结合EDGE结构特有的执行模型,提出一种普适性的超块组织框架来模拟EDGE结构上多线程运行的效果,进一步挖掘EDGE结构运行串行单线程程序时的指令级并行性.本文选用TRIPS微处理器作为EDGE结构的实例处理器,利用矩阵乘法等三个实验验证了我们所提出的框架的可行性,实验结果表明这些应用在TRIPS上获得了较好的性能提升.

英文摘要:

Explicit Data Graph Execution(EDGE) ISA is specially designed for distributed multi-core processors.EDGE architectures take Hyperblocks,composed of EDGE instructions,as their execution elements rather than individual instructions.Programs are executed in intra-block data-driven model and speculatively in inter-block control flow order.These two features are beneficial for exploiting programs' instruction level parallelism(ILP).However,EDGE compiler partitions a program into blocks in sequential order,which probably weakens the potential data level parallelism(DLP) and thread level parallelism(TLP) of run-time programs.Considering the specified execution models of EDGE architectures,this paper analyzes how compiler generates Hyperblocks,then proposes a general framework,in which we adopt a new approach to form Hyperblocks,in order to make single-threaded programs run in a multithreading way,eventually further exploiting single-threaded programs' ILP.The paper at last uses three experiments,one of which is matrix multiplication,to validate our framework's effectiveness and generality.Experiment results show that the TRIPS microarchitecture-an EDGE prototype-can obtain high performance when running these applications.

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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