多态并行处理器中的SIMD控制器设计与实现

设计和实现了一种多态并行处理器中的SIMD控制器。为满足图像并行处理的需要,以实现高效的数据级并行计算为目标,采用状态机实现了行、列、簇控制器的设计,完成了SIMD指令的发送、数据的加载和远程数据的传输。在阵列机上分区并发实现了SIMD和MIMD两种计算模式,能够实现两种计算模式的切换。专用的硬件电路设计提高了该处理器处理并行数据的能力。

在多态阵列处理器上实现统一渲染架构

多态阵列处理器是一种将成千上万的单处理核集成于一块芯片的新型并行处理器,其具有多种并行计算模式。针对传统的分离式图形渲染管线产生负载不均衡的问题,以业界提出的统一渲染思想为指导,充分利用多态阵列处理器的多种并行计算模式,设计并实现了一种基于多态阵列处理器的统一渲染架构。该设计将多态阵列处理器的单处理核作为统一渲染架构中的流处理器,同时设计缓冲区对象、缓存机制、分配器、重定序等相关机制配合流处理器工作,以此达到对图形顶点数据和像素数据统一渲染的目的。最后在实现的统一渲染架构中对基本的3D模型数据进行了仿真。结果表明,设计的统一渲染架构很好地实现了顶点着色和像素着色的负载平衡,并且在数据处理方面实现了较高的数据并行性。

基于多态并行处理器的生物计算并行实现

针对传统的生物计算中DNA序列保守序列的识别(模体识别)和最长公共子序列计算需要较大的数据量、计算量,以及功耗大等问题,文中提出了两种基于PAAG多态并行处理器的并行算法,该并行处理器能够支持数据、线程、指令多种并行。通过编程在PAAG多态并行处理的处理单元(PE)上开发了相应的串行和并行程序,将计算的不同过程分派到不同的处理单元(PE)上进行处理,实现了不同粒度算法的并行。实验结果表明,文中提出的并行算法使模体识别和最长公共子序列的计算效率得到明显提高。

萤火虫2:一种多态并行机的硬件体系结构

提出了一种新型的多态高效并行阵列机结构——萤火虫2号阵列机。该结构的处理单元可以在SIMD和MIMD两种模式下运行,兼有异步执行机制,还可以实现分布式指令级并行处理。采用了硬件的多线程管理器和高效通信机制,这些机制使得此种阵列机能够实现效率很高的线程级并行运算、数据级并行运算和分布式指令级并行运算。尤其值得指出的是,此种阵列机的流处理性能堪与专用集成电路匹敌。该结构还能有效实现静态与动态数据流计算,可以高效实现图形、图像和数字信号处理任务。