面向X10的數(shù)據(jù)流程序編譯優(yōu)化方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的單核處理器受到功耗、漏電量和電磁干擾的影響,性能提升已成為瓶頸。為了提高處理器的整體性能,多核處理器逐漸取代單核處理器,在保持工作頻率的條件下,降低了處理器的平均功耗,獲得了更高的能效。另一方面,并行編程模型為多核平臺上的并行計算提供了顯示地利用底層硬件資源的接口,但提高了編程的復(fù)雜性。數(shù)據(jù)流編程模型的出現(xiàn)解決了這么問題,它不僅充分利用了底層的硬件資源,而且提供了簡潔、高效、可擴展的編程方法。
　　針對當(dāng)前數(shù)據(jù)流編程模型的編

2、程效率和執(zhí)行效率差等問題,設(shè)計并實現(xiàn)了COStream數(shù)據(jù)流編程語言及相應(yīng)的優(yōu)化的編譯系統(tǒng)。COStream對標準C語言語法進行了修改和擴展,加入了支持數(shù)據(jù)流操作的語法結(jié)構(gòu):composite,operator和stream。COStream語言經(jīng)過編譯系統(tǒng)的詞法分析、語法分析、語義分析等階段后生成中間語法樹,然后由該語法樹建立中間代碼表示:同步數(shù)據(jù)流圖。結(jié)合IBMX10并行編程語言的特性,編譯系統(tǒng)確立了三種優(yōu)化策略:針對X10語言的代

3、碼生成優(yōu)化、針對SDF圖的任務(wù)劃分優(yōu)化、針對底層硬件資源的通信優(yōu)化。代碼生成優(yōu)化減少了生成的X10代碼量;任務(wù)劃分優(yōu)化在負載均衡的基礎(chǔ)上,避免了死鎖的產(chǎn)生,同時減少了通信開銷;通信優(yōu)化在機器間通信、機器內(nèi)部線程間通信、線程內(nèi)部通信方面進行了區(qū)分和優(yōu)化,減少了通信開銷。通過三種優(yōu)化策略,編譯系統(tǒng)生成X10代碼,并調(diào)用X10自身的編譯器生成最終的目標代碼。
　　實驗以通用多核處理器和集群為平臺,選取數(shù)字媒體領(lǐng)域典型的算法作為測試程序,