CELL处理器上的MPI接口研究与实现

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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接口基本消息传递函数在CELL处理器上的实现。在性能分析中,本文对处理器硬件指令的直接消息传递和MPI接口实现的消息传递效率进行了对比分析。本文在linux fc9、IBM CELL SDK3.0环境下进行了实现和相关试验。结果证明MPI接口在CELL上的实现具有良好的性能和很高的易用性,对CELL处理器上的应用开发和移植有很好的应用前景。
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