UPPA：面向异构众核系统的统一并行编程架构

发布时间：2024-06-01 06:05

　　主流异构并行编程方法如CUDA和OpenCL,其编程抽象层次低,编程接口靠近底层,无法为用户屏蔽底层硬件和运行时细节,导致编程逻辑复杂,编程困难易错.同时应用性能绑定于底层运行时环境,在硬件架构变化时需要根据硬件特征进行针对性改动和优化,无法保证上层应用的统一.为了简化异构并行编程,提高编程效率,实现上层应用的统一和跨平台,本文提出了一种面向异构众核系统的高层统一并行编程架构UPPA(Unified Parallel Programming Architecture).架构中首先提出了数据关联计算编程模型,实现了不同层级不同模式并行性的统一描述,简化了异构并行编程逻辑,提供了高层统一的并行编程抽象;继而设计了数据关联计算描述语言为用户提供简便易用的统一编程接口,通过高层语义结构保留了应用的并行特征,可以指导编译和运行时系统实现向不同硬件架构的自动映射,保证了上层应用的统一,并采用C语言兼容的语法提供针对高层语义结构的语言扩展,保证编程接口的易学易用;最后提供了基于OpenCL的编译和运行时原型系统,以OpenCL为中间语言实现了高层应用在不同异构系统上的执行,提供了良好的跨平台特性.我...

【文章页数】：20 页

【文章目录】：
1 引言
2 相关工作
3 高层统一的并行编程抽象
    3.1 数据关联计算编程模型
    3.2 运行时无关的统一并行表达
    3.3 编程模型应用示例
4 统一的并行编程接口
    4.1 数据
    4.2 计算
    4.3 关联结构
    4.4 数据关联计算表达式
    4.5 矩阵相乘实现示例
5 跨平台的编译与运行时原型系统
    5.1 运行时接口
    5.2 编译过程
        5.2.1 内核生成
        5.2.2 主机端文件生成
    5.3 执行管理
        5.3.1 线程映射
        5.3.2 数据管理
        5.3.3 同步操作
6 实验测试
    6.1 基于数据关联计算方法的测试用例重构
        (1)SGEMM
        (2)SpMV
        (3)Stencil
        (4)Histo
        (5)BFS
        (6)NN
        (7)Kmeans
    6.2 代码量对比
    6.3 跨平台可移植性分析
7 结论与未来工作
Background



本文编号：3985530