異構多核體系結構的能效最佳化關鍵技術研究

《異構多核體系結構的能效最佳化關鍵技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由沈立擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：異構多核體系結構的能效最佳化關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈立
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

與同構架構相比，異構架構中集成的計算單元數量更多、類型更豐富，計算任務能夠被更加合理地分配到適合的計算設備上，獲得更好的性能或性能功耗比。然而，現有的異構多核體系結構還不能很好地支持能效最佳化，如沒有為能效最佳化提供必要的軟硬體支持、一些關鍵模組或機制對能效最佳化的影響還不清楚，等等。為此，本項目將深入、系統地研究異構多核體系結構的能效最佳化關鍵技術，包括：異構多核體系結構的能效模型、異構多核結構中CPU與GPU的協同能效最佳化、面向能效最佳化的異構平台任務分配策略、異構體系結構中的數據通信機制及其對能效最佳化的影響。本項目的研究成果既能夠直接用於實現高效能的單個計算節點，也可以用於指導未來高效能異構多核體系結構設計。

結題摘要

現有的異構多核體系結構還不能很好地支持能效最佳化的問題，比如沒有為能效最佳化提供必要的軟硬體支持、一些關鍵模組或機制對能效最佳化的影響還不清楚，等等。本項目從四個方面深入、系統地研究異構多核體系結構的能效最佳化關鍵技術，包括：異構多核體系結構的能效模型、異構多核結構中CPU與GPU的協同能效最佳化、面向能效最佳化的異構平台任務分配策略、異構體系結構中的數據通信機制及其對能效最佳化的影響。本項目取得的主要研究成果包括：基於硬體性能計數器，提出了LL-MAB、PPEP、SCP等面向多核CPU的性能和功耗模型，並已在商用處理器上實現；出了面向集成GPU的功耗模型以及精簡模型的最佳化方法；提出了CPU&GPU融核處理器的程式並行執行的性能分析和最佳化策略並在真實處理器平台上進行了測試；提出了異構平台上面向能效最佳化的任務分配策略；提出了一種面向異構平台的透明頁面遷移策略；提出了面向GPU的動態Warp重構方法。上述方法已在真實平台上或模擬器上進行了實現，測試結果表明，所提出的模型精度高、開銷小，所提出的最佳化策略能夠帶來功耗或性能上的收益。