[发明专利]利用XeonPhi协处理器提升布隆滤波器处理性能的系统及方法

摘要

本发明公开了一种利用Xeon Phi协处理器提升布隆滤波器处理性能的系统及方法，包括性能采样模块、任务调度模块、通信模块和任务处理模块。性能采样模块用于获取宿主端和协处理器端的处理能力，决定两端分配的任务比例；任务调度模块控制宿主端和协处理器端之间整体的任务调度；通信模块管理宿主端和协处理器端的通讯；任务处理模块负责任务的查询与计算。系统将每个任务分配给相应的线程，每个线程在一个私有的子向量进行处理，并将单个任务的串行Hash运算转化为多个任务的并行Hash运算。方法的流程按照任务调度‑通讯‑任务处理的流水线方式并行执行，高效的任务调度消除了任务处理阶段中的同步开销，同时高效的并行机制提高了任务处理的吞吐量。

主权项

一种利用Xeon Phi协处理器提升布隆滤波器处理性能的系统，其特征在于，包括宿主端和协处理器端，其中：所述宿主端包括性能采样模块、任务调度模块、第一通信模块和第一任务处理模块，其中：所述性能采样模块用于周期性地测试所述宿主端和所述协处理器端的性能，并按照其处理能力分别设定任务分配比例；所述任务调度模块用于根据所述任务分配比例将任务交付到所述宿主端和所述协处理器端的各个物理线程进行处理，并在运行过程中动态调整所述宿主端和所述协处理器端的负载；所述第一通信模块用于管理所述宿主端与所述协处理器端之间的通信任务，并为所述宿主端维护一个双缓冲队列；所述第一任务处理模块用于从所述任务调度模块获取任务，根据任务的类型进行处理，并在所述任务处理结束后直接将结果写入文件；所述协处理器端包括第二通信模块和第二任务处理模块，其中：所述第二通信模块用于管理所述协处理器端与所述宿主端之间的通信任务，并为所述协处理器端维护一个双缓冲队列；所述第二任务处理模块用于从所述第二通信模块获取任务，根据任务的类型进行处理，并在所述任务处理结束后会将结果发送到所述第二通信模块，以传回宿主端写入文件；所述第一任务处理模块和第二任务处理模块获取其分配到的每个任务中被处理的元素，使用预先设定的k个Hash函数计算得到k个当前元素所属的子向量数组的下标，将单次任务的k次串行Hash计算扩展成多次任务的k次串行Hash计算，以转化为数据级并行的处理方式。