AceMesh中数据信息制导的自动推导和优化

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随着计算机体系结构的不断发展,目前异构众核俨然成为高性能计算机的发展主流架构。伴随着异构众核平台的出现,之前主流的多核平台上并行编程模型将不再适用,如今针对异构众核的并行编程模型研发是高效利用高性能计算机的关键。我国国产超级计算机神威·太湖之光常年占据世界TOP500榜前三,该平台存在的特色编程模型主要有OpenACC*和Athread两种,这两种编程模型以控制流驱动进行粗粒度的任务划分,并且对计算核心的内存利用不完善。为了更好的利用国产异构平台计算性能,中国科学院计算所并行编译组提出了面向国产异构平台的并行编程模型AceMesh。该模型以数据为驱动,采用更加细粒度的划分方式,构建、执行任务图,并通过各种手段挖掘LDM的内存缓存重用。AceMesh并行编程模型起初以底层库API的形式向开发人员提供接口,为降低开发人员使用困难,提供高可用移植性,对并行编程接口利用基于制导的编程语言进行扩展。AceMesh编译器作为一个源到源编译框架将对书写了制导的应用和平台特性生成面向指定平台的并行化程序,开发人员只需要关注制导语言和应用本身即可。由于AceMesh制导处于起步阶段,前期的设计缺陷导致AceMesh编译器与制导紧耦合,开发人员书写与数据信息相关的制导较为复杂,同时无法满足程序的多样化。本文通过实现AceMesh编译器对并行区的自动分析,针对面向国产异构平台的AceMesh制导进行改进。利用仿射分析收集并行区数据信息解决AceMesh制导中Copy子句繁琐和表达不足的问题,并提出新的从核变换算法;扩展数组分块和数组声明制导的作用域,降低制导冗余度;利用基于满二叉树的方式分析AceMesh编译器通过自动分析收集的数据,减少任务图注册制导中对数据依赖关系的描述。最后以 AGCM(Atmospheric General Circulation Model)中基准程序 tend_lin 和 NPB(NAS Parallel Benchmarks)中基准测试程序MG评估了简化后制导的适用性和通用性。
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