文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
片上多核系统与并行编程工具设计
姓名:于晓婧
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:郭禾
20081217
摘要随着主流芯片设计复杂度要求的进一步提高,单核作为控制和计算核心已经不能迎合处理器的快速发展。为了满足复杂应用的需求,处理器的设计需要引入创新的构架思想。。谔逑到峁埂⒑思涔蚕砑巴郊际酢⑷砑杓颇P汀⒉僮飨低成杓啤踩性设计等诸多方面存在着巨大的挑战。同时也存在着巨大的应用潜力。由于其应用的目标有很大的耦合性,因此可以从核心指令集、、总线、多核通信技术和软件模型等方面进行定制和优化。本文设计了一个褂肙组织提供的开源口核,包括处理器核,的撕虲芟遬核。由于本文侧重于多核系统本身的建立,处理器核没有配置缓存和NA擞隣逑导嫒荩疚纳杓频腎都是基于总线兼容的,其中包括了存储器口核和控制程序执行的同步部件,同时提出了一种硬件信号量的方法解决了多核的同步问题。另一方面,由于传统程序基本上是为顺序处理器书写的,大部分程序在多处理器上不能直接获得加速,为了解决这个问题,在本文设计的隙圆⑿斜喑棠P进行了扩展。具体包括:决定变量属性的子句、全局共享变量、非全局共享变量、并行指令、同步指令、.噶畹纳杓啤通过试验结果可以看出:随着计算量的增大,喽杂诘ズ说脑诵行始铀比逐渐增大,接近于。相对于用户手写并行程序,针对本系统的扩展简化了并行编程模型同时没有对运行时间产生很大影响。最后指出了本系统存在的不足,指关键词:片上多核系统;复用;大连理工大学硕士学位论文出了未来研究的方向。;
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学位论文题目:兰垒垒越盘拉壶害缉程量星塑迸日知:迦大连理工大学学位论文独创性声明耲作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。作者签名:
导师签名:——二自虹日期:珥隆狶日盐量妻丝岙盈壶垂纽遍瘟呈幽日巅:—越年—隆唬甠日立毖蠡大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容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和汇编本学位论文。论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有学位论文题目:作者签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
绪论研究背景从近年来处理器技术发展历程可以看出,推动其性能不断提高的因素主要有两个:半导体工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发展。半导体工艺技术的每一次进步都为微处理器体系结构的研究提出了新的问题,也开辟了新的领域;体系结构的进展又在半导体工艺技术发展的基础上进一步提高了微处理器的性能。这两个因素是相互影响,相互促进的。但是随着摩尔定律的不断延伸,受到能耗、存储性能和指令集并行度诸多因素的限制,对计算机系统结构提出了新的挑战。因此,从长远来看,多核是处理器发展的必然趋势。经过多年的发展,目前通用微处理器的主频已经突破,数据宽度也达到甚至超过位。在制造工艺方面也同样以惊人的速度在发展。英特尔已经推出了具有革命性技术工艺系列产品。到年左右,芯片上集成的晶体管数目将超过亿个。如何有地利用数目众多的晶体管开发出效能更高的处理器是目前国际上的研究热点。多核技术通过在一个芯片上集成多个简单的处理器核充分利用这些晶体管资源,发挥其最大的能效U庵饕R蛭#,线延迟已经超过门延迟,成为限制电路性能提高的主要因素;在这种情况下,由于多核处理器的分布式结构中全局信号较少,与集中式结构的超标量处理器结构相比,在克服线延迟影响方面更具优势。凑誔规则,处理器性能的提升与其复杂性的平方根成正比,如果一个处理器的硬件逻辑提高一倍,至多能提高性能%,而如果采用两个简单的处理器构成一个相同硬件规模的双核处理器,则可以获得%到%的性能提升,同时在面积上也同嗪舜砥魍ü乇或降频恍┐砥骱说榷嗖愦蔚凸牡鞫燃际酰梢杂效地降低能耗。嗪舜砥魍ü砥骺诘鹊母从茫梢约ù蠼档蜕杓频某杀尽M蹦?榈难同时,多核处理器还能充分利用不同应用的指令级并行和线程级并行。具有较高线程级并行性的应用如数据库等商业应用可以很好地利用这种结构来提高性能。多核处理器已经成为处理器体系结构发展的必然