功耗受限情况下多核处理器能效优化方案

将处理器功耗控制在预算以下有助于降低散热成本和提升系统稳定性,但现有功耗优化方案大多依赖线下分析得到的先验知识,影响实用性,而集中式搜索最优策略的算法也存在复杂度过高的问题。为此,提出功耗优化方案PPCM。利用动态电压频率调整(DVFS)技术控制CPU功耗在预算内以提高处理器能效。同时,将功耗控制和功耗分配解耦合以提高灵活性。采用动态调整的线性模型估计功耗,通过反馈控制技术对其进行调节。以计算访存比为指标在应用间分配功耗,并考虑多线程应用特征进行线程间功耗分配。实验结果表明,PPCM比Priority算法速度平均提高10.7%,能耗平均降低5.1%,能量-延迟积平均降低14.3%。与PCM CA算法相比,其速度平均提高4.5%,能量-延迟积平均降低5.0%。

Intel Cascade Lake架构CPU SPEC CPU2017评测

SPEC CPU2017基准包中包含SPEC的下一代行业标准,是目前CPU性能评测的客观和可信的基准程序之一。采用SPEC CPU2017对Intel Cascade Lake架构的Intel Xeon Gold 6252N型号CPU做了不同内存频率、不同副本数、打开/关闭Turbo的组合测试,总结了不同应用程序在不同配置组合中的性能表现。同时,还对比测试了Intel Ivy Bridge架构的Intel Xeon E5-2692 v2型号CPU和Intel Haswell架构的Intel Xeon E5-2620 v3型号CPU,通过引入计算访存跑分比PBR的概念,分析了3种架构的硬件功能部件的增加对应用程序的性能影响。

帮助线程预取性能的分析与优化

针对访存延迟对现代处理器性能的影响,基于片上多处理器分析与测试了访存密集型应用程序的帮助线程数据预取性能。结果表明热点区计算/访存延迟比率对帮助线程预取性能有重大影响。依据热点区计算/访存延迟比率合理安排帮助线程与主线程的访存任务比例时,能达到对帮助线程性能的优化,使帮助线程预取获得更好的性能收益。基准测试程序的测试实验结果表明当热点区计算量很小可以忽略不计时,帮助线程与主线程的访存任务比接近1时,帮助线程预取获得最好的性能收益。

流处理器上基于参数模型的长流分段技术

长流分段是提高流处理器上流寄存器文件(stream register file,简称SRF)带宽利用率的重要途径之一.其中,量化受段大小影响的程序运行时间是获得最优分段的关键.为此提出了一种基于参数模型的长流分段技术,旨在获得理论上的最优分段以最小化程序运行时间.首先,建立了一个预取和重用优化指导的参数模型,以反映段大小对流处理器上程序性能的影响.然后,基于该模型分析,分别研究了计算密集型程序和访存密集型程序的最优分段策略.最后提出一种面向任意程序的最优分段技术.实验结果表明,该长流分段技术能够有效地避免和隐藏片外访存延迟,从而充分开发流处理器强大的计算能力.