文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
分片式处理器上指令调度器的设计与优化
姓名:路璐
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:安虹
20100401
摘要关键词:随着半导体技术和计算机体系结构技术的发展,分片式处理器逐渐成为多核领域的一个发展方向。分片式处理器有效解决和缓解了线延迟、功耗、可扩展性等现代处理器面临的主要问题。本文研究工作围绕一款典型的分片式处理器甈箍!.采用了全局控制流和局部数据流相结合的类数据流执行模型,将程序划分成单入口、多出口的超块结构,超块之间维护控制依赖关系,超块内部采用数据流驱动的方式执行以开发指令级并行性。这种分片式处理器结构上的类数据流执行模型对编译器提出了更多的要求,指令调度器作为该处理器编译系统的重要组成部分,是完成软硬件协同设计提高程序性能的关键。本文围绕分片式处理器甈治鲇跋熘噶畹鞫鹊母髦忠蛩兀杓撇⑹现适用于甈峁沟闹噶畹鞫绕鳎⑼ü炕治龅姆椒ǘ灾噶畹鞫人惴ń行改进。论文的主要研究内容和成果包括以下几个方面:,针对甈腄甀指令集和程序表示方式特点,,在映射时要综合考虑超块内指令级并行性和硬件资源的利用率之间的关系。杂跋斐绦蛑葱行阅艿囊蛩亟辛炕分析,包括关键路径、负载平衡、数据局部性、寄存器指令、锚点指令、加权路径和平均路径、片上网络等,衡量这些参数对程序执行性能的影响岢隽两种启发式函数的指令调度算法:和算法。算法将锚点指令⒓尤肪缎畔、负载平衡⑹菥植啃、寄存器依赖⑵贤等参数加入到启发式函数中。实验表明,基于启发式指令调度器比基于贪心算法的调度器的程序性能提高了%。算法通过使用平均路径参数代替加权路径参数解决了必须由程序剖析信息得到加权路径参数的问题,对程序性能也有显著提升。本文的研究工作为甈峁┝丝捎玫闹噶畹鞫绕鳎4砥骺7⒏嗟指令级并行性提供帮助。实验得到的结果也可以指导编译系统设计者和处理器结构设计者对编译系统和处理器结构进行进一步优化。分片式处理器,类数据流执行模型,指令调度,启发式函数。
瑆,,%,琓....,篈,甌,
篢,甈.,
蟊嘁肫骱蠖肆鞒獭嘁肫鹘峁故疽馔肌璴图目录胧纠图砥鹘峁埂处理器结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯甈砥鹘峁雇肌甈绦虮硎痉绞健甈榇娲⒎⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图超块形成示例图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯瓹与猄代码对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.甈噶畹鞫绕饔肴碛布矫娴墓叵低肌甈噶畹鞫绕髦鞒绦蛄鞒掏肌蠱指令所占的比例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..中噶钏嫉谋壤图钢秩砑瘸鍪魉惴ü乖旖峁图槟谄舴⑹街噶畹鞫人惴鞒掏肌图基本指令调度算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图关键路径优化对程序性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图关键路径重计算对程序性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图涸仄胶庥呕猿绦蛐阅艿挠跋臁图存储优化对程序性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图拇嫫饔呕猿绦蛐阅艿挠跋臁图锚点指令优化对程序性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图加权指令调度算法示例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图尤肪队呕猿绦蛐阅艿挠跋臁图骄肪队呕猿绦蛐阅艿挠跋臁
图贤绻芾矶猿绦蛐阅艿挠跋臁图指令调度算法与启发式指令调度算法比较⋯⋯⋯⋯⋯..Ⅵ图目录
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.甈嘁肭岸耸褂玫挠呕?椤表超块构造采用的转换和优化模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表指令调度器使用的指令参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯甈砑D馄髋渲谩表本实验选取的基准测试程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅵ
拉作者签名:显垒礁乩磊口保密!作者签名:遂丝签字日期:≯丛二生碍签字目期:髉—宫中国科学技术大学学位论文原创性声明中国科学技术大学学位论文授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。签字日期:作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保