流寄存器文件的研究与实现

发布时间：2020-04-19 15:22

【摘要】： 随着计算机应用领域不断拓展,流媒体应用及科学计算正成为微处理器的一种重要负载。流体系结构是针对流媒体应用及科学计算的新型的高性能的计算机体系结构。本课题所属的项目——X处理器的研制是这种体系结构的一种实现。 众所周知,处理器和存储速度之间越来越大的差距使带宽瓶颈成为现代计算机体系结构所要解决的一个难题。针对流应用特点,X处理器采用了新型的三级流式存储层次:局部寄存器文件、流寄存器文件和片外存储器,有效解决了带宽问题。其中流寄存器文件作为大容量片内存储器,缓存计算核心所需要的流和其生成的中间流,负责流数据在各部件间传输,是X处理器的核心部件之一。本文主要针对流寄存器文件展开研究。 本文首先介绍了X处理器的体系结构,以及针对这种系结构所采用的编程模型。其次介绍了流寄存器文件的结构,分析了流寄存器文件与传统处理器片内Cache的不同,研究了流寄存器文件的软件管理机制——流调度。接着给出了流寄存器文件详细的实现,重点介绍了流寄存器文件实现过程中的关键技术,给出了模块级验证和系统验证的方法,并在此基础上分析了流寄存器文件的性能,对综合结果进行了分析。最后,提出了另外一种结构的流寄存器文件——索引流寄存器文件。 三个应用程序的模拟结果显示,流寄存器文件能够为计算群提供足够的带宽,流寄存器文件导致的计算核心的停顿不到整个停顿的1%。综合结果表明SRF的实现能够达到500MHZ的频率。流片后的结果显示,X处理器能够正确的工作,达到了预定的目标。
【图文】：

据并行性的顺序代码。所有这些语言是基于熟悉的主流语言A，通过增加附加的语义来表示流和加强一些限制来获得计算核相关性分析的能力[5]。2.2 X 处理器 处理器的基本结构是一款采用流处理技术服务于巨型机系统的高性能加速部件，统的高性能加速阵列。是一个可编程的单片处理器，它支持流编程模型。图 2.3 给出了[45]。X 处理器主要由以下几个部件组成：主机接口（Host Interfacam Controller）、微控制器（Ucode Controller）、计算群阵列（ClusteStream Register File）、流存储控制系统（Stream Memory Contro络接口（NI）和 DDR 控制器。

计算体的结构
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP332

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本文编号：2633441