一种基于空间密铺的星型Stencil并行算法

Stencil计算(模板计算)是科学工程应用中一类常见的嵌套循环算法.分块方法是提高数据局部性和并行性的高效优化技术之一,目前已有大量针对分块方法的探索,但现有工作往往对不同Stencil形状都采用同一处理方法.首先在空间层面引出“自然块”的概念来区分星型Stencil和盒型Stencil的特征,然后提出一个新的针对星型Stencil的2层密铺方案,此方案中自然块和它的后继块可以密铺数据空间区域,这些分块沿着时间维度扩展,能够密铺整个迭代空间.此外,针对星型Stencil设计了一个新颖的“2次更新”优化技术,改善了核内数据重用模式.理论分析表明:此方案相比现有方法有更低的缓存复杂度,实验结果证实了此方案的有效性.