利用GPU核心技術(shù)提高處理器性能的關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著集成電路和微處理器體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，多核處理器已經(jīng)成為業(yè)界研究的主流。一方面，單個(gè)芯片中集成的處理核數(shù)目和性能也在逐年上升。另一方面，圖像技術(shù)尤其是3D技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了GPU架構(gòu)和性能的飛越。在桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，主流GPU的浮點(diǎn)計(jì)算性能已經(jīng)超過了通用處理器。并且在軟硬件層面，GPIU已經(jīng)對(duì)除了圖像處理外的通用計(jì)算開始提供越來越多的支持。
　　目前關(guān)于GPU通用計(jì)算的研究已成為熱點(diǎn)，GPU開始廣泛應(yīng)用到除了圖像處理外的其他應(yīng)

2、用中，并且獲得了比通用處理器更加高效的性能。此外，具備了通用計(jì)算能力的GPU增加了系統(tǒng)的整體計(jì)算能力，通用處理器可以通過向GPU分配計(jì)算任務(wù)來提高自身的性能。然而，目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，處理器與GPU間的慢速總線已成為系統(tǒng)性能進(jìn)一步提升的瓶頸。GPU內(nèi)部的結(jié)構(gòu)大多是為了優(yōu)化圖像處理性能而設(shè)計(jì)的。盡管GPU通用計(jì)算模型與圖像處理模型有很大的相似性，但是二者在訪存規(guī)律、控制流規(guī)律方面都有很大的不同。
　　將GPU流式計(jì)算模型高效的融合到

3、通用處理器中，仍有許多研究工作要做。本文針對(duì)GPU和通用處理器各自計(jì)算模型的特點(diǎn)，提出了一種兼顧了GPU數(shù)據(jù)并行能力和通用處理器高效控制流執(zhí)行能力的異構(gòu)多核處理器。首先，分析了通用處理器的發(fā)展趨勢(shì)和GPU的特點(diǎn)，并對(duì)通用處理器和GPU特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。然后，結(jié)合桌面計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，提出了一種融合了GPU核心的異構(gòu)多核處理器的總體架構(gòu)。該異構(gòu)多核處理器比傳統(tǒng)的通用處理器和GPU組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有更加高效的核間同步和數(shù)據(jù)共享性能。同