[发明专利]一种异构众核系统上的流水式通信并行方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种异构 众核系统上的流水式通信并行方法。

背景技术

并行程序由一组运行在多个处理器上的多个进程组成，进程间存 在通信，协同完成一个任务。运行在多处理器系统上的并行程序一般 存在处理器之间的通信，这些通信往往与本地计算存在数据相关性， 一般而言必须顺序执行，因此系统的计算资源与通信资源得不到充分 利用，程序的执行效率也会受到影响。

具体地说，并行应用程序一般包括各处理器上的独立计算和处理 器间的通信。根据Amdahl定律，随着并行度的提高，各个处理器并 行执行的计算占总运行时间的比例逐渐减少，而通信所占比例则逐渐 增加，通信逐渐成为决定并行程序性能的关键因素之一。由于计算与 通信之间一般存在数据相关性，典型的并行应用一般会把计算与通信 串行执行。程序在执行时一般执行一段时间计算，再执行一段处理器 间通信。按这样的模式，处理器计算时网络带宽资源闲置，处理器通 信时计算资源闲置。因此整体执行效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提 供一种能够提高应用程序的执行效率和系统的利用率的异构众核系 统上的流水式通信并行方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种异构众核系统 上的流水式通信并行方法，所述异构众核系统包含控制核心和计算核 心。所述流水式通信并行方法包括：分析并行应用的数据，把逻辑上 有关联的数据划分为一块；确定一块数据上的相关性顺序。

在该块数据上的相关性顺序是先通信后计算的情况下，每个处理 器上的进程首先由控制核心启动对该块数据的通信处理，计算核心等 待控制核心对该块数据的通信完成；计算核心收到控制核心针对该块 数据通信完成的标志后开始该块数据的计算，同时控制核心开始下一 块数据的通信；以此类推，直到所有的数据块都完成计算和通信。

在该块数据上的相关性顺序是先计算后通信的情况下，每个处理 器上的进程首先由计算核心启动对该块数据的计算处理，控制核心等 待计算核心对该块数据的计算完成；控制核心收到计算核心针对该块 数据计算完成的标志后开始该块数据的通信，同时计算核心开始下一 块数据的计算；以此类推，直到所有的数据块都完成计算和通信。

优选地，根据应用本身的算法来确定一块数据上的相关性顺序。

典型并行应用一般可以对数据进行分区，不同区域的数据之间无 相关，同一区域内的数据的计算与通信存在相关。本发明针对这类应 用对数据进行分区，利用异构众核结构特点，使用控制核心进行通信， 计算核心执行计算，以流水的方式解决了异构众核系统上一类通信与 计算并行执行的问题。本发明应用于异构众核系统，利用众核系统的 结构特性实现本地计算与处理器间通信的并行，提高应用程序的执行 效率和系统的利用率。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明 有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的异构众核系统上 的流水式通信并行方法的流程图。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的异构众核系统上 的流水式通信并行方法的示意图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意， 表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似 的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附 图对本发明的内容进行详细描述。

在多处理器系统上运行的并行程序一般而言都涉及多个处理器 对特定数据的协同处理。以科学计算类并行应用为例，从数据结构的 角度一般是数组、结构或对象，从应用的数学描述角度往往是矩阵、 向量。并行程序通常都是把大的矩阵按一维或二维块分布到各个处理 器，各个处理器对属于本处理器的矩阵进行操作，当需要位于其他处 理器的矩阵时与其他处理器通信。

并行应用的计算与通信往往具有较强的相关性，常见的运行模式 是各个处理器独立进行一段计算后与其他处理器交换计算结果以进 行下一阶段的计算。这样的模式下计算与通信是串行执行，系统的资 源利用率较低。