面向异构众核处理器的并行编译框架与优化技术

"一种面向异构众核处理器的并行编译框架" 这篇论文主要探讨了如何应对异构众核处理器编程的挑战，通过提出一个并行编译框架来自动将程序转化为能够在这种复杂架构上高效运行的并行程序。异构众核处理器，由于其混合了不同类型的处理单元（如CPU和GPU），在高性能计算领域具有显著优势，但也带来了编程难度的增加。 该框架由四个关键模块组成： 1. **任务划分模块**：此模块的目标是识别出适合进行加速计算的程序段，特别是嵌套循环，以实现多维并行。通过分析代码，它能确定哪些部分可以并行化，从而提升性能。 2. **数据布局模块**：该模块负责管理数据在主内存和共享内存(SPM)之间的布局。它包括了数组边界分析和指针范围分析，以确保数据在不同处理单元之间正确且高效地移动。 3. **传输优化模块**：这个模块执行多种数据传输优化策略，例如数据传输合并（减少传输次数）、传输外提（提前传输数据以减少延迟）、打包传输（利用大带宽一次性传输多个数据）以及数组转置（优化数据访问模式）。这些优化旨在减少数据传输开销，提高整体性能。 4. **收益评估模块**：建立在代价模型基础上，此模块评估并行化的潜在收益。它采用动静结合的方法，考虑静态和动态因素，以决定何时和何处进行并行化，以最大化性能提升。 该框架在SW26010处理器上进行了实现和测试，结果显示，它能够有效地将程序转换为面向异构众核结构的并行版本，并取得了良好的加速效果。这表明该框架对于解决异构众核处理器的编程难题具有实际应用价值。 关键词涉及到的核心技术包括：异构众核处理器、SW26010处理器、并行编译、数据传输优化以及OpenACC，这是一种编程指令集，用于简化并行编程，特别是在GPU加速的系统中。 这篇论文提出的并行编译框架为解决异构众核处理器的编程复杂性提供了一个有效工具，通过自动化并行化和优化策略，有助于充分利用这类处理器的计算潜力。