多核处理器的有锁编程与非阻塞算法研究

发布时间：2020-06-05 08:40

【摘要】：长期以来并发事件和并行处理一直是从事并行计算的科研人员才需要面对的问题。多核处理器的出现实际上是一次计算方式的革命。由于硬件与软件是相互关联的,硬件的提升必将带来软件的跟进。与单核处理器相比,多核处理器能够以更低的频率处理更高的工作负载,因此,它可以在提升处理器性能的情况下降低功耗,减少散热,这正是计算机科学工作者梦寐以求的追求目标。如果我们能够跟进这一特点,找到与之相适应的并行程序设计方法,那就可以获得更高的并行系统性能和经济效益。本文正是从研究并行平台的多节点、多处理器和处理器的多核技术的硬件特点出发,结合大多并行应用系统的数学模型,针对多核处理器由于其自身的特点给传统的并行程序设计方法带来的困难,特别对在多核环境下的锁的使用以及因硬件的发展所带来的无锁编程方法进行了深入的研究。
【图文】：

表 1.1 Nebulae（星云）具体参数图不同机器 曙光星云 走鹃 天河一号CPU 类型 Intel westmere AMD Opteron Intel NehalemCPU 数量 9280 6120 5120加速器类型 Nvidia Fermi IBM Cell 8i ATI 4870X2加速器校验属性 ECC ECC NO ECC加速器数量 4640 12240 2560计算网络 QDR IB DDR IB QDR IB实测峰值 1.271 PFlops 1.042 PFlops 0.563 PFlops当前排名 2 3 7每瓦能耗 实测性能489 MFLOPS/W 458 MFLOPS/W 379 MFLOPS/W冷却方式 水冷 专用 风冷占地面积 600 平方米 560 平方米 1000 平方米

图 2.1 环路等待示意图死锁避免的基本方法1）预防死锁死锁的避免就是破坏死锁产生的四个条件中的一个或多个条系统不会产生死锁。因为独占资源必须以互斥方式进行访问，所以只能从破坏后三个条件下手。破坏占有并等待条件：要破坏这个条件，就要求每个进程必须一次性的请求它们所需源，，若无法全部获取就等待，直到满足为止，也可以采用事务机制回滚，即把获取、释放资源做成原子性的。这个方法实现起来可能因为某些情况下，进程并不能事先知道自己需要哪些资源，也有时分配到所有资源就可以运行。破坏不可剥夺条件：一个已占有资源的进程若要再申请新的资源，它必须先释放
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP332

【参考文献】

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本文编号：2697790