基于进程投机并行的运行时系统设计与优化

投机并行化是解决遗留串行代码并行化的重要技术,但以往投机并行化运行时系统面临着诸多的性能问题,如任务分配不均衡、通信频繁、冲突代价高,以及进程启动,结柬频繁而导致开销过高等。为此,提出一种基于进程实现的投机并行化运行时系统。采用隐式单程序多数据的并行任务划分和执行模式。通过实现重甩进程的投机任务调度策略和委托正确性检查技术,降低投机进程启动/结束和通信的开销,提高投机进程的利用率,同时利用守护进程与投机进程协同执行的方式,确保在投机进程出现异常情况时程序也能正确执行。实验结果表明,该基于进程实现的投机运行时系统比同类型系统的性能提高231%。

基于事务性执行的投机并行多线程软件模拟

基于事务性执行的投机并行多线程是一种适合未来多核微处理器架构的新型并行程序设计和编译技术.但在此基础上的并行程序执行过程更为复杂,程序执行过程的模拟成为关键问题之一.本文提出利用二进制代码级动态插桩技术对投机并行多线程程序进行功能性模拟,设计并实现了完整的软件平台,可精确地模拟和监控并行程序的线程级投机执行过程,检测访存冲突,从而实现投机并行多线程的语义.该软件平台同时可以作为进一步研究投机多线程并行程序真实执行过程的基础,并有效支持投机并行多线程编译器的设计和分析.

The SPAD test:循环级投机并行化方法

传统的并行编译技术能够在编译期间进行相关性分析,有效地并行化循环程序,但是对于程序运行时潜在的并行性却无能为力.因此,并行编译技术必须使用实时依赖分析技术,尽可能挖掘循环级并行性.本文提出仿射依赖关系,消除了循环迭代依赖;基于投机并行思想,提出了SPAD方法.实例分析表明,SPAD是有效的.与LRPD和SPNT方法相比较,SPAD做了重要的改进,因此是更通用的投机并行化方案.

一种非可规约循环的投机并行方法

传统的并行编译器在处理非可规约循环时一般使用结点分割法,但由此带来的代码复制是不可避免的。本文使用投机的方法来挖掘非可规约循环的并行性,该方法在编译时查找程序中的非可规约循环,在运行时使用"持续引用"策略预测该循环的入口,进而实现非可规约循环的并行化。

基于区域平均执行时间和数据依赖信息的可能并行区域识别

随着多核处理器逐渐成为处理器发展的新趋势,为了持续提高程序性能,必须并行执行应用程序.传统的自动并行技术能够很好地并行科学计算应用中的规则循环,但对于含有大量函数调用和指针引用的不规则程序,目前还不能有效地对其实施并行.针对这一现状,文中提出了基于区域平均执行时间和数据依赖信息的可能并行区域识别方法来对一些不规则程序实施高效并行,主要贡献如下:(1)自动识别程序中的多种并行性,不仅包括传统并行性分析中的循环迭代间的细粒度并行性,而且也包括传统并行性分析尚不能有效处理的循环体和函数调用点间的粗粒度并行性.对于程序中蕴含的众多并行性,文中基于区域平均执行时间实施收益分析来选择合适的并行区域实施并行;(2)自动识别可能并行区域间数据依赖关系的数量、类型以及导致数据依赖关系的程序变量.基于文中的分析结果,作者使用面向行为的投机并行系统(behavior oriented parallelism)对SPEC2006中的4个测试用例实现了并行化.并行化后的程序在Intel和AMD多核处理器上分别得到了300%和260%的平均性能加速.