当前位置:主页 > 科技论文 > 计算机论文 >

基于多核技术的并行计算平台实现与应用

发布时间:2018-11-27 19:11
【摘要】:大众多核化的今天,多核处理器在人们的日常生活中随处可见。多核处理器就是在一个处理器上集成两个或多个运算核心,在并行性能提升的情况下,相对于单核它能够以更低的频率处理更高的工作负载,这样就能够在低功耗、小散热量以及低成本的情况下提升处理器的性能。处理器从单核发展到多核,传统的、适用于单核的串行编程模式与多核的并行架构之间的矛盾越发明显。为了充分利用多核性能,就需要设计一种并行编程模型来编写更高效的应用程序。另一方面,多媒体和网络技术的迅速发展与普及。这种数据量大、对实时性要求高、计算处理具有高度可并行的任务,在传统串行架构上优化的有限性,给多核的并行化带来了新的机遇。如何在多核环境下更好的发挥处理器的性能优势,满足图像和流媒体应用的需求就成了当前面临的主要困难。为了解决这个问题,本文设计和实现了一种新的基于多核架构的并行计算平台,应用于大计算量的程序性能的优化。它以任务为最小的运行单位,便于程序员将现有的程序改成并行的程序。同时使用任取窃取结合动态负载均衡算法,使任务更加均衡的分配到多核处理器的各个计算核心上,更加有效的利用处理器的计算资源,从而使并行性和计算性能得到很大的提升。本文的主要贡献如下:(1)在详细剖析了多核处理器体系结构和并行算法特点的基础上,分析影响多核并行计算性能的主要因素,探讨适合于发挥多核性能的算法和编程技术。(2)提出了一种基于任务的、同时结合负载平衡算法的任务窃取多核并行计算平台模型。(3)实现了一个针对多媒体和图像等大数据计算的并行计算平台。
[Abstract]:Nowadays, multicore processors are widely used in people's daily life. A multicore processor integrates two or more computing cores on a single processor, which can handle higher workloads at a lower frequency than a single core when parallel performance is improved, thus enabling low power consumption. Small heat loss and low cost to improve processor performance. The processor has developed from single core to multi core, and the contradiction between the traditional serial programming mode and the parallel architecture of multi core is becoming more and more obvious. In order to make full use of multi-core performance, we need to design a parallel programming model to write more efficient applications. On the other hand, the rapid development and popularization of multimedia and network technology. Because of the large amount of data, the high requirement of real-time, the high parallelism of computing processing, the finiteness of optimization in the traditional serial architecture brings new opportunities for the parallelization of multi-cores. How to give full play to the performance advantage of the processor in multi-core environment and meet the needs of image and streaming media applications has become the main difficulty. In order to solve this problem, this paper designs and implements a new parallel computing platform based on multi-core architecture, which is applied to the optimization of program performance of large computational complexity. It is the task of the smallest running unit, easy for programmers to change existing programs into parallel programs. At the same time, the use of arbitrary theft combined with dynamic load balancing algorithm, so that tasks more evenly distributed to the various computing cores of multi-core processors, more effective use of processor computing resources, Therefore, parallelism and computing performance are greatly improved. The main contributions of this paper are as follows: (1) based on the detailed analysis of the architecture of multi-core processors and the characteristics of parallel algorithms, the main factors affecting the performance of multi-core parallel computing are analyzed. This paper discusses algorithms and programming techniques suitable for multi-core performance. (2) A task-based algorithm is proposed. At the same time, a multi-core parallel computing platform model based on load balancing algorithm is proposed. (3) A parallel computing platform for big data computing such as multimedia and image is implemented.
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP338.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑敏娟;贺炎;;未来的并行计算[J];中国科技信息;2007年12期

2 陈国良;孙广中;徐云;龙柏;;并行计算的一体化研究现状与发展趋势[J];科学通报;2009年08期

3 王琳;鲁晶晶;殷克功;;关于并行计算在软件发展下的研究分析[J];科技信息;2009年14期

4 刘俊莉;王楚斌;林晓锐;司徒祝坤;;并行计算实验平台的研究与实现[J];科技信息;2009年22期

5 潘沙;范晓樯;李晓宇;丁国昊;冯定华;李桦;;并行计算在高超声速流场数值模拟中的应用[J];计算机工程与科学;2009年S1期

6 逄华;王龙;王剑辉;;一种基于移动Agent的分布式并行计算模型[J];计算机技术与发展;2011年02期

7 程建钢,李明瑞,黄文彬;有限元分析的并行计算方法[J];力学与实践;1995年04期

8 林彬;;并行计算的基本问题及现状分析[J];中国管理信息化;2014年16期

9 林新华;王左利;林新华;;困扰并行计算的三大问题[J];中国教育网络;2008年11期

10 ;光计算[J];中国光学与应用光学文摘;2001年04期

相关会议论文 前10条

1 黄宇光;;整体同步并行计算方法的现状与发展[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年

2 罗文彩;陈小前;;并行计算的多方法优化协作[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年

3 左风丽;莫则尧;叶文华;;计算流体三维分裂格式的高效并行计算[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年

4 王欣;李志山;张志远;;并行计算在弹塑性时程分析中的应用[A];信息化推动工程建设工业化——第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集[C];2013年

5 张理涛;黄廷祝;谷同祥;左宪禹;;一种适合于分布式并行计算改进的平方共轭残差法[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年

6 胡金初;;并行计算中的任务分配算法[A];2005年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2005年

7 宋庭新;李慧;;面向服务的有限元并行计算网格系统设计[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(2)[C];2008年

8 裘懿勇;徐斌;刘晓明;;并行计算作业调度系统的架构及应用[A];第十四届中国科协年会第5分会场:绿色船舶与海洋装备创新发展及产业化论坛论文集[C];2012年

9 裘懿勇;徐斌;刘晓明;;并行计算作业调度系统的架构及应用[A];2012年MIS/S&A学术交流会议论文集[C];2012年

10 肖保国;杨顺华;邢建文;赵慧勇;;当地自适应建表方法在煤油超燃发动机并行计算中的应用[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 轶嘉;英特尔全球首个并行计算中心落户无锡[N];人民邮电;2009年

2 曙光信息产业有限公司研发中心 温鑫;并行计算任重道远[N];中国计算机报;2007年

3 英特尔并行计算实验室研究员 TimothyMattson;并行计算:减少串行软件[N];中国计算机报;2007年

4 曙光信息产业有限公司研发中心 温鑫;并行计算软件开发概述[N];中国计算机报;2007年

5 刘霞;计算能力的提升需要一场革命[N];科技日报;2010年

6 安世亚太 雷先华;ANSYS高性能并行计算[N];中国航空报;2005年

7 张云泉;并行计算:迎接多核时代的挑战[N];计算机世界;2006年

8 本报记者 马文方;英特尔为何要牵头并行计算[N];中国计算机报;2009年

9 英特尔 赵军(Jun Zhao);PC机并行计算革命尚未成功[N];中国计算机报;2009年

10 ;Linux下的网络并行计算[N];计算机世界;2000年

相关硕士学位论文 前10条

1 顾慧;基于异构平台的并行计算性能可视化研究[D];辽宁师范大学;2010年

2 徐晓华;光并行计算及其在图像处理和计算分子生物学中的应用[D];扬州大学;2005年

3 田甜;异构环境中并行计算模型与任务调度的研究[D];曲阜师范大学;2010年

4 刘杰;可扩展并行计算及其应用研究[D];湖南大学;2009年

5 孔令梅;三维变分同化并行计算研究及实现[D];国防科学技术大学;2005年

6 刘桂海;网格并行计算系统研究开发[D];西安理工大学;2008年

7 蔡佳佳;图像代数多核并行计算类库的构建与优化[D];厦门大学;2008年

8 陈维;有限单元并行计算方法在地震波动模拟中的应用[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

9 陆良刚;土木工程有限元并行计算应用及其软件架构[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

10 张立霞;电磁场有限元分析中并行计算的研究[D];河北工业大学;2006年



本文编号:2361767

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2361767.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b6315***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com