[发明专利]一种基于OPENCL的异构共同计算均衡方法

摘要

本发明公开了一种基于OPENCL的异构共同计算均衡方法，该方法应用于CPU+GPU混合异构共同计算系统中，所述CPU+GPU混合异构共同计算系统划分成三个并行层次：节点间并行、节点内CPU与GPU异构并行、设备内并行；负载均衡性需要在上述3个层次上分别设计；在该方法中，对计算任务进行划分时按照输入数据划分，划分时使任务块的计算时间与其它GPU的一次数据传输的时间相等。采用本发明公开的技术方案，较好地实现了CPU+GPU混合异构计算机系统的负载均衡。

主权项

一种基于OPENCL的异构共同计算均衡方法，该方法应用于CPU+GPU混合异构共同计算系统中，所述CPU+GPU混合异构共同计算系统划分成三个并行层次：节点间并行、节点内CPU与GPU异构并行、设备内并行，所述设备是指CPU或GPU；CPU+GPU异构共同计算模式为：节点间分布式，节点内异构式，设备内共享式；所述节点间分布式是指节点间采用了分布式的计算方式，所述节点内异构式是指每个节点内部包含一个多核CPU、一个或多个GPU，节点内部采用主从式编程模型，即每个GPU需要由CPU进程或线程调用；所述设备内并行是指每个节点内的所有多核CPU采用了共享存储模型，这些CPU核并行计算，GPU设备内有自己独立的DRAM存储，GPU设备也是共享存储模型，在GPU上采用OpenCL编程控制GPU众核的并行计算；在该系统中，由一个CPU进程/线程负责复杂逻辑和事务处理，其它CPU进程/线程负责小部分并行计算，GPU负责大部分并行计算；在该方法中，节点内和节点间均采用MPI进程，设计负载均衡时，只需做到进程间或设备之间的负载均衡和CPU设备内OpenMP线程负载均衡、GPU设备内CUDA线程负载均衡即可；对于设备内，GPU设备上只要保证同一warp内的线程负载均衡即可；在该方法中，采用动态负载均衡方式，即在任务执行过程中，根据各GPU的运行情况重新调整负载分配，动态分配任务；对计算任务进行划分时按照输入数据划分，对于矩阵A×B＝C问题而言，按输入数据划分可以分解为矩阵A与矩阵B分别按行与列划分为若干数据块，每个数据块的计算为一个任务，每次传输矩阵A与矩阵B的一个数据块至GPU，计算完成之后将数据传回，然后分配下一个任务。