基于IXA架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)程序并行優(yōu)化研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)的飛速發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的靈活性和性能的要求與日俱增。網(wǎng)絡(luò)處理器作為一種新的應(yīng)用專(zhuān)用處理器涌現(xiàn)出來(lái)。網(wǎng)絡(luò)處理器一般采用特定的指令集，多處理核，多線程來(lái)優(yōu)化對(duì)報(bào)文的處理。然而，也正是由于這種體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，給網(wǎng)絡(luò)處理器編程帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。 本文將通過(guò)介紹Intel開(kāi)發(fā)的一款基于IXA的并行編譯器的設(shè)計(jì)以及性能分析與改進(jìn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序并行優(yōu)化挖掘進(jìn)行研究。 學(xué)術(shù)界和工業(yè)界致力于對(duì)網(wǎng)絡(luò)處理器架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序二者各

2、自的特性進(jìn)行研究和分析，用以說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序本身的邏輯特性和網(wǎng)絡(luò)處理器的并行架構(gòu)相得益彰。通過(guò)研究可以看出，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序本身的多個(gè)特性使其具有天然的可并行邏輯，這為充分挖掘其并行性和開(kāi)發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)處理器的高質(zhì)量高性能的應(yīng)用程序奠定了基礎(chǔ)。再者，網(wǎng)絡(luò)處理器專(zhuān)有的硬件架構(gòu)為應(yīng)用程序的并行執(zhí)行提供了硬件基礎(chǔ)。 IXPC編譯器是一款并行編譯器，基于充分挖掘串行邏輯的應(yīng)用程序的并行性作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它將串行語(yǔ)義的程序并行化，并適當(dāng)?shù)挠成?/p>

3、到網(wǎng)絡(luò)處理器的硬件架構(gòu)上。這一特性為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者屏蔽了網(wǎng)絡(luò)處理器的硬件細(xì)節(jié)，使其僅關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序本身的邏輯。這便利了網(wǎng)絡(luò)處理器之上的高質(zhì)量高性能的網(wǎng)絡(luò)處理程序的開(kāi)發(fā)，并使其具有良好的可移植性與可擴(kuò)充性。IXPC編譯器提供三種主要的映射方式，分別是多處理器多線程模式(MTP：Multiprocessing/Multithreading)，流水線模式(ContextPipelining)和粘貼模式(Pasting)。其中最具有并

4、行性挖掘研究代表性的是CTX的任務(wù)劃分算法。本文在對(duì)該算法進(jìn)行深入分析之后將選取適當(dāng)?shù)臏y(cè)試用例對(duì)MTP與CTX兩種映射方式進(jìn)行性能分析與比較，以及對(duì)流水線任務(wù)劃分算法進(jìn)行性能分析。 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，觀察到IXPC編譯器的流水線任務(wù)劃分算法存在著一定的性能缺陷。這主要體現(xiàn)在該算法在IXPC編譯器的實(shí)現(xiàn)中，權(quán)值的設(shè)置主要考慮的是計(jì)算周期數(shù)和最小的活動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸集合。但是應(yīng)該注意到，在實(shí)際的應(yīng)用程序中，要達(dá)到高性能的要求，IO延遲