提升间接内存引用效率:Milk语言扩展与优化策略

0 下载量 174 浏览量 更新于2024-08-25 收藏 1.14MB PDF 举报
"Optimizing Indirect Memory References with milk 是一篇由 Vladimir Kiriansky、Yunming Zhang 和 Saman Amarasinghe 合作于 2016 年发表在 MIT CSAIL 的论文,主要探讨了现代应用特别是图形处理和数据分析领域面临的内存瓶颈问题。随着工作集(working set)规模超过缓存容量,这些应用在处理真实世界数据时,性能受到动态随机存取存储器(DRAM)的严重限制。DRAM的带宽增长速度远低于CPU核心数量的增长,而延迟却相对稳定,这使得并行应用程序受限于内存带宽无法有效扩展,而那些受内存延迟影响的应用则无法充分利用可用带宽。 传统编译器优化在处理这种内存差距扩大问题上显得不足,特别是对于随机间接内存引用的处理。为此,作者提出了 milk 这一C/C++语言扩展,旨在帮助程序员更简洁地标注出内存密集型循环。通过引入高效的中间数据结构,milk能够将原本分散的随机间接内存引用转换成一系列高效序列化的操作。这种转换显著减少了内存访问的次数,提高了内存访问的局部性,从而减轻了内存带宽压力,并有助于优化应用程序的性能。 该论文的核心贡献在于提供了一种编程工具,使得即使非专家程序员也能在不牺牲代码可读性的前提下,自动优化内存访问,弥补了现有编译器优化的不足。它强调了在当今硬件趋势下,对内存优化技术的需求和重要性,特别是在处理大数据和计算密集型任务时。通过milk,开发者可以期待在处理大规模数据时实现更好的内存利用效率,推动应用程序的可扩展性和性能提升。"