Intel眾核架構(gòu)下程序開發(fā)與性能優(yōu)化方案的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的并行計(jì)算都是基于計(jì)算機(jī)集群的，在生物、氣象、地質(zhì)勘測(cè)、化學(xué)等領(lǐng)域，成熟的高性能并行計(jì)算軟件產(chǎn)品，都運(yùn)行在多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群上。計(jì)算機(jī)集群的計(jì)算能力固然強(qiáng)大，但是不得不面對(duì)高成本，高能耗，高維護(hù)開銷等諸多問題。隨著并行計(jì)算的發(fā)展，出現(xiàn)了多種多核、眾核的處理器以及協(xié)處理器。單個(gè)設(shè)備的計(jì)算能力上升，使得并行計(jì)算任務(wù)在單個(gè)節(jié)點(diǎn)的特定設(shè)備上運(yùn)行成為可能。例如NVIDIA推出的CUDA架構(gòu)，將擁有幾百個(gè)GPU核心的協(xié)處理器設(shè)備應(yīng)用到傳

2、統(tǒng)并行計(jì)算領(lǐng)域，引導(dǎo)過一場(chǎng)高性能并行程序開發(fā)的革命。但由于CUDA的編程方式復(fù)雜，需要程序員對(duì)所使用的硬件設(shè)備的多種參數(shù)指標(biāo)和設(shè)備架構(gòu)有深入的了解，而且CUDA特殊的開發(fā)模型不利于已有的軟件向新平臺(tái)移植、支持的程序并行方式較為單一。因此，針對(duì)這些缺點(diǎn)，Intel推出了MIC平臺(tái)，一款具有多個(gè)x86架構(gòu)核心MIC(ManyIntegratedCores)的協(xié)處理器眾核架構(gòu)，以不同于GPU眾核的方式，使得單節(jié)點(diǎn)上的高性能程序開發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新

3、時(shí)期。
　　 Intel眾核架構(gòu)以協(xié)處理硬件外設(shè)的方式集成在單個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，它與主機(jī)中的CPU協(xié)同工作。其產(chǎn)品MIC具有幾十個(gè)計(jì)算核心，的每個(gè)核心都具備傳統(tǒng)CPU單核的全部功能，兼容CPU上的x86指令集以及SIMD指令集，這使得傳統(tǒng)的集群并行程序向該架構(gòu)移植的難度大大降低，并且該架構(gòu)支持計(jì)算機(jī)集群上復(fù)雜而靈活的編程方式。MIC采用低能耗的協(xié)處理器方式，可以有效地降低功耗，提高每瓦特運(yùn)算次數(shù)，并易于設(shè)備維護(hù)。因此，IntelMI