多線程多SIMD自動(dòng)向量化技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前，主流通用微處理器都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多核并行以及處理器核內(nèi)的SIMD并行。多線程并行且每個(gè)線程盡可能地利用SIMD并行是充分開發(fā)此類微處理器性能的必然選擇。多核多 SIMD體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要與之相適應(yīng)的編程模型和編譯優(yōu)化技術(shù)。本文研究多線程多SIMD并行下的自動(dòng)向量化技術(shù)。
　　OpenMP編程接口和編譯實(shí)現(xiàn)是廣泛使用的多線程并行機(jī)制，典型編譯器都可以在支持OpenMP并行的同時(shí)實(shí)現(xiàn)面向SIMD的自動(dòng)向量化，但是效果還不是很理想。<

2、br>　　本文首先介紹了面向SIMD并行的自動(dòng)向量化技術(shù)，基于GCC編譯器剖析了自動(dòng)向量化編譯框架，并詳細(xì)分析了自動(dòng)向量化的實(shí)現(xiàn)過程。
　　其次，通過對(duì)典型并行循環(huán)的測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)GCC目前已支持多種多線程并行下的自動(dòng)向量化，但是對(duì)于一些賦值類循環(huán)，編譯結(jié)果顯示不能進(jìn)行自動(dòng)向量化。
　　之后，針對(duì)GCC編譯器的OpenMP編譯實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)向量化編譯實(shí)現(xiàn)，本文分析了OpenMP編譯實(shí)現(xiàn)過程，著重分析了GCC編譯器的自動(dòng)向量化代價(jià)

3、模型。自動(dòng)向量化代價(jià)模型抽象出了自動(dòng)向量化所要考慮的諸多因素。通過分析，發(fā)現(xiàn)GCC中自動(dòng)向量化及代價(jià)模型對(duì)多線程程序的數(shù)據(jù)對(duì)齊屬性判斷不準(zhǔn)確，導(dǎo)致自動(dòng)向量化代價(jià)模型對(duì)多線程程序的代價(jià)計(jì)算不夠準(zhǔn)確，影響了一些賦值類循環(huán)在多線程下的自動(dòng)向量化。
　　最后，實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)對(duì)齊屬性指導(dǎo)的GCC自動(dòng)向量化優(yōu)化。擴(kuò)展了OpenMP指導(dǎo)命令，添加了指導(dǎo)數(shù)據(jù)對(duì)齊屬性的子句（aligned）。通過修改 OpenMP編譯的前端和中端，將數(shù)據(jù)對(duì)齊屬性傳