科学计算程序在FT64流处理器上的实现、优化和评测

流体系结构是一种适应VLSI工艺发展的新型体系结构,它是否对科学计算程序有效是一个广泛关注的问题。本文选取NASA并行测试程序集中的一个数据密集型程序MG,研究了它在一个64位的面向科学计算设计的流处理器FT64上的实现和优化问题。在FT64上的实测表明,经过面向片上存储层次的优化,FT64能够达到与Itanium 2处理器相当的性能。

面向流应用的流寄存器文件

存储系统是通用处理器在处理流应用时的瓶颈。该文基于FT64流处理器体系结构,提出一种面向流应用的流寄存器文件结构设计方法和数据传输机制,分析它在FT64中的作用。通过采用大容量、高带宽、虚拟多端口的存储器,将大部分流数据存取操作限制在寄存器文件这一层次,减少了主存压力。实验结果表明,该结构能很好地适应流应用需求。

流寄存器文件的实现及性能测评

FT64是一款自主研发的面向科学计算的64位流处理器。本文介绍了该处理器的微体系结构及其编程模型,重点讨论了片内流寄存器文件实现的关键技术;该流寄存器文件具有硬件代价低、支持多流虚拟并发访问等特性。测试结果表明,流寄存器文件满足某些类科学计算与工程应用的带宽需求。

支持流数据传输的互连网络控制器研究与实现

本文提出一种支持流数据传输的互连网络控制器的设计。该设计应用于FT64流处理器上,使得多个流处理器能够通过高性能网络进行数据传输,以便进行并行流数据运算。该设计采用二维环绕网,使用虚通道避免死锁,支持多个流的数据同时传输。投片后的测试结果表明,该设计功能正确,核心频率为500MHz,链路时钟频率为400MHz,满足设计要求。