基于嵌入式異構(gòu)多核的信息檢索硬件加速實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，信息檢索已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)信息檢索進(jìn)行硬件加速以提高計(jì)算效率就成為了一個(gè)重要的研究方向。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，多核處理器尤其是異構(gòu)多核處理器逐漸成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的主流，為信息檢索技術(shù)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。 傳統(tǒng)的方法采用并行計(jì)算對(duì)信息檢索進(jìn)行加速，往往通過增加處理器的數(shù)目來提高并行度。另外一類定制方法是設(shè)計(jì)ASIC加速器，針對(duì)特定應(yīng)用和特定算法進(jìn)行加速。

2、這些方法或者不能把定制核與通用核合成，或者不能靈活的運(yùn)用于各種信息檢索計(jì)算，不能有效地將ASIC技術(shù)與多核技術(shù)合成?；谶@些研究現(xiàn)狀，本文對(duì)使用異構(gòu)多核體系結(jié)構(gòu)來加速信息檢索計(jì)算進(jìn)行了探索和研究。 本文研究了單主核多輔助核的異構(gòu)多核體系，其中主核使用PowerPC 405，而輔助處理核則是針對(duì)信息檢索計(jì)算而定制的。本文針對(duì)信息檢索計(jì)算設(shè)計(jì)了一個(gè)128位并行度專用處理核，以及一套專用、高效的RISC指令集。在該指令集中，還提供了S

3、IMD指令，在關(guān)鍵字序列小于128位時(shí)，進(jìn)一步提高并行度。為了提高輔助核的吞吐能力，輔助核使用本地存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，并且針對(duì)信息檢索設(shè)計(jì)了特殊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，以及靈活的組織形式。 本文還描述了使用自定義的指令集進(jìn)行信息檢索操作的編程模型，以及進(jìn)行最基本的信息檢索操作時(shí)，從數(shù)據(jù)的分配，LS(本地存儲(chǔ)器)的組織，到系統(tǒng)運(yùn)行、結(jié)果分析的整個(gè)計(jì)算流程。作為進(jìn)一步的擴(kuò)展，本文還給出了多輔助核以及多系統(tǒng)情況下的設(shè)計(jì)模型。 本文在X