多核处理器的事务存储模型的模拟和编译实现

发布时间：2021-01-24 00:25

　　目前,在一个芯片内集成多个处理器核,已经成为提高处理器性能的主要手段。这样,可以在不提升处理器频率的前提下,降低处理器的功耗,大大提高了处理器的并行计算性能。然而,要使多核处理器充分发挥并行计算性能,最大的挑战是并行编程模型。目前并行线程使用锁来保证并行线程间的同步,但锁会导致死锁,优先级倒置等错误,并且使得性能很难优化。事务存储模型将一系列共享存储操作看成一个事务,保证原子性,一致性和隔离性。它可以取代锁结构,简化编程模型,提高并行计算的性能。本文提出了一种软件事务存储模型（Buffering Software Transactional Memory, BSTM）的结构,采用写缓冲的办法,并在结构上加入Hash表和消息通信机制,以优化模型结构。通过实验的结果表明BSTM模型与其他实现相比在性能上存在一定的优势。并且我们也实现一个简单的转换工具,将包含事务语法的C++代码翻译成标准C++代码,后者可被标准C++编译器编译,并链接到BSTM库。这样做,使得BSTM库对程序员完全透明,简化了事务存储模型的编程。 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

IBMPower4和Power5双核处理器架构

图 1 IBM Power4 和 Power5 双核处理器架构[16]Figure 1 IBM Power4 and Power5 dual-core architecture[16]ER 5[16]处理器于 2004 年 4 月发布。在体系结构上，POWER 5 处ER 4 处理器的最大改进是引入了并发多线程（SMT）。图 1 为 POOWER 5 处理器系统架构。个人计算机领域上也已经推出 CMP 的商业产品，主要有：Intel 的o, Core 2 Duo；AMD 的 Opteron 等产品。图 2 分别列出 Intel，A业产品的大致结构图：

的 OMAP 最具代表性。OMAP（Open Multimedia Applications Platform，开放式体应用平台）[29]是 TI 公司针对移动通讯以及多媒体嵌入应用系统开发的一套处理器架构体系。它采用一种独特的双核结构，把高性能低功耗的 DSP 核与控能强的 ARM 微处理器结合起来，成为一颗高度整合性 SoC。由于 OMAP 先进的结构，其芯片运算处理能力强、功耗低，在移动通信和多媒体信号处理方面明显优势。此外，OMAP 的开放式软件架构可保持双内核硬件对用户的透明度便于编程和多功能产品的集成。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种CMP结构上的事务存储编程模型设计[J]. 陈嘉,安虹,刘圆,王莉.  计算机仿真. 2007(06)
[2]OpenCMP:一个支持事务存储模型的多核处理器模拟器[J]. 何裕南,安虹,郭锐,梁博.  计算机科学. 2007(01)



本文编号：2996205