[发明专利]用于在并行异构系统上执行算法的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于生成在处理系统，尤其是分布式处理系统上执行的代码的装置，包括：计算机程序的中间表示(intermediate representation，IR)；解释器，用来评估所述中间表示，而所述解释器用于：接收反馈信息，所述反馈信息包括关于所述处理系统的信息；以及基于所述反馈信息来调整所述IR。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种用于在并行异构系统上执行算法的系统和方法。

背景技术

本发明在其一些实施例中涉及用于优化程序执行的系统和方法，更具体地但非唯一地，涉及用于优化分布式和/或异构处理系统中的程序执行的系统和方法。

异构处理平台的规模、处理器指令集架构(instruction set architecture，ISA)、通信架构和存储器架构存在巨大差异。例如，与拥有10000个多核CPU服务器的计算云之类的同质处理系统对比，具有片上系统(system-on-chip，SOC)的蜂窝电话包括自定义专用集成电路 (application specific integrated circuit，ASIC)、图形处理器(graphicprocessing unit，GPU) 和小型双核中央处理器(central processing unit，CPU)的组合。

以高级语言编写的同一程序可编译成在不同目标异构分布式处理系统中执行的机器可执行代码。每个目标处理系统可具有一个不同的架构。因此，相同的机器可执行指令的性能水平可能不同，取决于执行系统的架构。对于一个系统，程序可能快速执行，而对于另一系统，同一程序可能执行地非常慢。

一种针对基于目标异构系统提高程序性能的问题的方案是为每种特定目标硬件配置手动定制代码。这种手动编码耗时且容易出错。

如果可能，另一种方案是在由相似的处理平台组成的计算云之类的同质系统中执行代码。

针对上述问题提出的另一种方案是从源代码生成基于图形的中间表示(intermediate representation，IR)。IR是高级程序的机器无关表示。IR可在编译期间优化，以生成程序的多种设备特定实施方式。例如，产生两个机器可执行版本，第一版本适合在通用中央处理器上执行，第二版本适合在专用图形处理器上执行。运行时环境根据架构选择执行哪种变体。

发明内容

本发明的目的是改进在处理系统中执行的代码的代码生成。

前述和其它目标通过独立权利要求的特征来实现。其它实施方式从从属权利要求、描述内容和附图中显而易见。

根据第一方面，一种用于生成在处理系统，尤其是分布式处理系统上执行的代码的装置包括：计算机程序的中间表示(intermediate representation，IR)；解释器，用来评估所述中间表示，而所述解释器用于：接收反馈信息，所述反馈信息包括关于所述处理系统的信息；以及基于所述反馈信息来调整所述IR。

在编译时需要知道目标系统架构。所述装置执行所述计算机程序的运行时调整，以基于所述处理系统的状态和/或动态变化来改变所述程序的行为。所述计算机程序对其自身进行重配置，以适应所述处理系统的架构中的变化。在遇到先前未知的处理架构时，执行程序可对其自身进行重配置。所述执行程序可对其自身进行重配置以在由不同子架构(例如，不同的节点处理器架构)组成的目标异构系统上执行。

根据所述第一方面，在所述装置的第一可能实施形式中，所述IR包括依赖数据流图形，表示所述计算机程序的计算流程；所述图形包括以下元素：表示一个或多个数据操作的节点，表示所述数据操作的一个或多个参数的边缘，尤其是入边缘，表示所述数据操作的一个或多个结果的边缘，尤其是出边缘；和/或一个或多个规则，其对如何评估所述IR，尤其是所述数据流图形的所述元素，进行编码。