[发明专利]一种带多级Cache的SIMD众核处理器上的稀疏矩阵存储方法

摘要

本发明公开了一种带多级Cache的SIMD众核处理器上的稀疏矩阵存储方法，包括(1)获取矩阵A中行非零元个数最大值a，处理器SIMD单元可同时计算的非零元个数b，计算大于a且为b的倍数的最小值作为临时行宽度；(2)对矩阵A，数组Value和Colidx分别顺序存储每一行的非零元值和列坐标，每行非零元个数不足临时行宽度的，在该行尾分别补0和‑1；(3)对Colidx和Value按b列分块；(4)每个列块按行压缩，使列块中有非零元的行集中于列块上部；(6)列块按b行分块，得到子块；(7)去除全零子块，将子块按行存储。本发明的存储方法将稀疏矩阵分成稠密子块，在保留非零元局部性的基础上，提高了对处理器SIMD处理单元以及寄存器的利用率，提高了稀疏矩阵向量乘的性能。

主权项

一种带多级Cache的SIMD众核处理器上的稀疏矩阵存储方法，其特征在于：将稀疏矩阵通过五次矩阵变换后进行存储，包括以下步骤：特征提取及矩阵扫描：获取稀疏矩阵中非零元最多的行的非零元个数a以及处理器SIMD处理单元中可同时计算的非零元个数b，计算得到大于a且为b的整数倍的最小值作为临时行宽度，按行扫描稀疏矩阵A，用数组Value顺序存储稀疏矩阵每一行的非零元，每行非零元个数不足临时行宽度的，在该行后补0，用数组Colidx存储Value中每一个元素对应的列索引值，对Value中的零元，其在Colidx数组中对应的值为‑1；列分块，将特征提取得到的b的值作为列分块宽度，对Colidx数组和Value数组按列划分为多个列块；列压缩，在按列分块的基础上，对每一个块，将其中全零的行去除，并将其余行依次向上压缩；行分块，在列压缩的基础上，对每一个列块在Value和Colidx的值按行宽为b进行按行分块得到子块，并用row_perm数组保存每个子块的行索引信息；按行存储，将子块内的元素按行存储，并将所有的块按行存储，则得到ERB存储格式的稀疏矩阵。