Flex-DMA:支持多模式高效传输的DMA系统设计

随着数据密集型科学和高通量应用的迅速发展,专用集成电路设计不断涌现,传输系统不再只有数据传输的需求。现有的一些直接存储器访问(Data Memory Access,DMA)设计可以支持高效的矩阵转置传输,但这些设计不能满足复杂的访存模式,也不具有灵活的可配置性,从而降低计算效率。针对这些问题设计了一种可配置的多模式传输系统Flex-DMA,该系统包含可配置的寄存器以及传输通道,拥有基础模式和单指令多数据(Single Instruction Multiple Data,SIMD)模式。因此,Flex-DMA可根据不同的数据传输需求选择不同的传输模式,灵活配置数据规模和数据格式,支持数据向量化转换、矩阵转置传输等功能。在大规模并行模拟框架中对Flex-DMA做性能评估,其结果表明,Flex-DMA在数据向量化处理中可以获得平均5.14倍的加速比。此外,与MT-DMA结构相比,Flex-DMA在矩阵转置传输中可以获得平均2.52倍性能提升。实验证明:Flex-DMA能满足复杂的访存模式和传输需求,在低传输时延下实现数据的重组和预处理。