CELL处理器上的MPI接口研究与实现
发布时间:2022-01-25 12:49
随着并行计算技术的发展,并行计算成为当今计算机科学中一个重要的研究领域。为追求不同的高性能计算目标,众多并行计算模型和并行处理器架构不断涌现。不断适应在全新的处理器架构上开发高性能的应用对开发人员的并行应用开发水平提出了新的挑战,对处理器架构的透彻了解成为了并行计算应用能否在特定处理器环境下发挥出最佳性能的必需条件,在另一方面也成为应用开发人员的一个障碍。本文正是在这样的背景下,对在一种全新处理器上解决以上问题进行了深入的分析和探索,解决在特定处理器环境下屏蔽处理器特性细节,实现通用编程接口,为应用开发人员更通用并行开发平台提供了更通用的开发环境。CELL处理器是这样一款异构多核处理器。由于其独特的硬件架构,在CELL处理器上开发和移植通用的并行编程模型变得非常困难。开发人员需要精确了解处理器结构和处理器指令集才能为CELL处理器开发出能够高效运行的应用程序。MPI接口是一种重要的消息传递模型,由于其良好的扩展性和模型的易用性,广泛应用于分布式计算环境中。本文分析和探索了CELL处理器和MPI接口的特点,探索了在CELL处理器上移植MPI接口的合理性和可行性。并给出了MPI接口基本消息...
【文章来源】:天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:58 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
CELL处理器结构图
图 2-2 CELL 处理器总线连接图(1)PowerPC 处理器(PPE)PPE 是主处理器,包含 2 个 64 位 POWER PC[15]架构精简指令集的处理核心,以及一个传统的虚拟内存子系统。PPE 主要运行操作系统,管理系统资源,以及进行控制处理。它用时支持还支持 Vector/SIMD[16]指令集。PPE 支持双线程同时执行,可以看作共享数据流的双处理器。如图 2-2 所示。(2)协处理器(SPE)CELL 含有八颗协处理器主要用于被优化执行 PPE 分配的任务,包含一个256KB 的局部存储器。这个局部存储器主要用来存储指令和数据,并且是软件可控的。包含 128 个寄存器。SPE 支持一套全新的 SIMD 指令集,其依赖异步DMA 操作完成主存和局部存储器之间的数据和指令传输。SPE 对主存进行 DMA操作使用的是 PowerPC 的有效地址空间。SPE 之间 DMA 操作通过将 SPE 的本地存储的地址空间映射到 PPE 的有效地址空间来完成。(3)互连总线(EIB)
【参考文献】:
期刊论文
[1]面向Cell宽带引擎架构的异构多核访存技术[J]. 冯国富,董小社,丁彦飞,王旭昊. 西安交通大学学报. 2009(02)
[2]多核处理器及其对系统结构设计的影响[J]. 谢向辉,胡苏太,李宏亮. 计算机科学与探索. 2008(06)
[3]CMP技术的现状与发展[J]. 简岩. 遵义师范学院学报. 2006(06)
[4]PVM与MPI关于通信方法的比较[J]. 龚卫华,金蓉,李跃新. 湖北大学学报(自然科学版). 2003(02)
[5]SMPCluster:如何开发两级并行[J]. 王韬,李晓明. 计算机工程与科学. 2002(04)
[6]并行程序设计环境MPICH的应用机理分析[J]. 王文义,刘辉. 计算机应用. 2002(04)
[7]基于共享存储体的多处理器间数据交换的几种方法[J]. 荣向军. 电子技术应用. 2001(01)
本文编号:3608566
【文章来源】:天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:58 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
CELL处理器结构图
图 2-2 CELL 处理器总线连接图(1)PowerPC 处理器(PPE)PPE 是主处理器,包含 2 个 64 位 POWER PC[15]架构精简指令集的处理核心,以及一个传统的虚拟内存子系统。PPE 主要运行操作系统,管理系统资源,以及进行控制处理。它用时支持还支持 Vector/SIMD[16]指令集。PPE 支持双线程同时执行,可以看作共享数据流的双处理器。如图 2-2 所示。(2)协处理器(SPE)CELL 含有八颗协处理器主要用于被优化执行 PPE 分配的任务,包含一个256KB 的局部存储器。这个局部存储器主要用来存储指令和数据,并且是软件可控的。包含 128 个寄存器。SPE 支持一套全新的 SIMD 指令集,其依赖异步DMA 操作完成主存和局部存储器之间的数据和指令传输。SPE 对主存进行 DMA操作使用的是 PowerPC 的有效地址空间。SPE 之间 DMA 操作通过将 SPE 的本地存储的地址空间映射到 PPE 的有效地址空间来完成。(3)互连总线(EIB)
【参考文献】:
期刊论文
[1]面向Cell宽带引擎架构的异构多核访存技术[J]. 冯国富,董小社,丁彦飞,王旭昊. 西安交通大学学报. 2009(02)
[2]多核处理器及其对系统结构设计的影响[J]. 谢向辉,胡苏太,李宏亮. 计算机科学与探索. 2008(06)
[3]CMP技术的现状与发展[J]. 简岩. 遵义师范学院学报. 2006(06)
[4]PVM与MPI关于通信方法的比较[J]. 龚卫华,金蓉,李跃新. 湖北大学学报(自然科学版). 2003(02)
[5]SMPCluster:如何开发两级并行[J]. 王韬,李晓明. 计算机工程与科学. 2002(04)
[6]并行程序设计环境MPICH的应用机理分析[J]. 王文义,刘辉. 计算机应用. 2002(04)
[7]基于共享存储体的多处理器间数据交换的几种方法[J]. 荣向军. 电子技术应用. 2001(01)
本文编号:3608566
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3608566.html