基于二進(jìn)制翻譯技術(shù)的統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu).pdf

1、近幾年，隨著GPU的計(jì)算能力和訪存帶寬的提高，GPU計(jì)算已經(jīng)成為了近代信息處理領(lǐng)域一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。CPU的串行計(jì)算架構(gòu)日益成為高性能計(jì)算性能提升的瓶頸，而GPU已成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具備高性能處理能力的部件。另外，各應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)積累了大量運(yùn)行于CPU上的二進(jìn)制可執(zhí)行文件形式的傳統(tǒng)串行程序。因此如何利用CPU和GPU新型異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)來(lái)提高傳統(tǒng)串行程序的執(zhí)行性能是一個(gè)新課題。
　　 二進(jìn)制翻譯技術(shù)提供了無(wú)需重新編譯源程序就能將舊

2、體系結(jié)構(gòu)下的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼自動(dòng)轉(zhuǎn)換成新的體系結(jié)構(gòu)下的可執(zhí)行文件的能力。一般采用二進(jìn)制翻譯技術(shù)來(lái)解決不同體系結(jié)構(gòu)的軟件移植問(wèn)題。因此，本文利用二進(jìn)制翻譯技術(shù)并結(jié)合CPU和GPU新型異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)來(lái)提高傳統(tǒng)串行程序的執(zhí)行性能。本文主要的工作包括：
　　 首先，根據(jù)反編譯技術(shù)、編譯技術(shù)和二進(jìn)制翻譯技術(shù)之間的相似性，本文提出了一種采用反編譯器的前端和編譯器的后端構(gòu)建一個(gè)靜態(tài)二進(jìn)制翻譯器的方法。此種方法避免了重新編寫(xiě)一個(gè)靜態(tài)二進(jìn)制翻譯器的

3、麻煩，大大縮短了翻譯器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間。
　　 其次，在深入研究傳統(tǒng)串行程序軟件資源豐富與新型體系結(jié)構(gòu)軟件資源匱乏之間矛盾的基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于二進(jìn)制翻譯技術(shù)的統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)的解決方案bCUDA。bCUDA可以將傳統(tǒng)串行程序翻譯成運(yùn)行在CPU和GPU新型體系結(jié)構(gòu)下的并行程序。
　　 最后，根據(jù)基于二進(jìn)制翻譯技術(shù)的統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)的bCUDA解決方案，本文利用反編譯器Boomerang前端、LLVM編譯器后端、PTX中間語(yǔ)言