[發明專利]用于多處理器上流媒體應用的數據轉換

有效

• 申請號: 200680034125.X
• 申請日: 2006-09-14
• 公開（公告）號: CN101268444A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: S·廖;Z·杜;G·吳;G·呂;Z·贏;J·彭
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F9/45
• 分類號: G06F9/45
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;王忠忠

技術領域

本發明涉及優化計算機程序的技術。更具體地說，本發明涉及在 計算機程序中呈現并應用并行性的技術。

背景技術

包含超過一個中央處理單元(CPU)的計算機系統變的越來越普 及。不幸的是，通過增加系統中CPU的數量所取得的性能增益與CPU 的數量并不成線性比例。然而，有一類正在增長中的應用-流式媒體 應用，經常表現出能夠更有效利用多CPU的處理模式。然而，即使是 流式媒體應用的性能也常常難以達到與CPU的數量成完全線性比例， 而且設計應用以利用多CPU的并行處理能力是一項艱難的任務。為簡 化并行應用設計和提高并行應用性能的工作正在許多前沿領域進行， 包括設計新的計算機語言和實施新的優化方案。

計算機程序一般用諸如C、C++或者Fortran等高級語言表達。程 序被稱為編譯器的程序所分析并轉化成一序列機器指令以在特定類 型的CPU上執行。編譯器負責產生準確地執行用高級程序描述的邏輯 處理的指令序列。編譯器通常包括優化功能，通過重排操作順序以提 高存儲器訪問特性或者消除那些其結果從不被用到的運算從而提高 指令序列的性能。有些編譯器也能夠檢測到沒有相互依賴的邏輯程序 通道(programpassage)，并安排這些通道使其在具有多CPU的機器上 并行執行。象Brook和StreamIt這樣的計算機語言已被專門設計出來， 以幫助編譯器辨識并行處理的時機。

目前的編譯器優化策略在自組(adhoc)基礎上進行，通過程序的中 間表述(intermediaterepresentation)而在一序列的獨立通道中執行一連 串啟發式(heuristic)驅動轉換。例如，“循環交換”遍數(pass)可以改 變程序，以便以行為主(而不是以列為主)順序來處理陣列中的數據， 從而CPU的高速緩存能夠更有效率地工作，又例如，“無用代碼”遍 數可以搜索并去除那些永不會被執行的指令。這些遍數可以是依賴于 順序的：某一類型的優化能夠隱藏或消除另一類型的優化的時機，因 此，改變優化遍數(optimizationpass)的順序就可以改變被編譯程序的 性能。不幸的是，不同的優化的數量太大，使得想要用不同的優化遍 數順序來編譯程序以確定哪一種順序能夠為給定程序提供最好的優 化的這種做法變得不切實際。

附圖說明

在各附圖中，以舉例的方式而不是限制的方式描述了本發明的實 施例。圖中相似的標號指代相似的元件。應注意的是，在本說明書中 提及的“一個”實施例所指的并不一定是指同一個實施例，而是指“至 少一個”。

圖1顯示了二維數據陣列以及其被映射到計算機存儲器的特征。

圖2顯示出對兩個二維陣列進行操作的程序片段的數據訪問模 式。

圖3是根據本發明實施例的編譯器優化操作的流程圖。

圖4顯示出用另一種方法來顯現由本發明實施例所優化的程序的 操作。

圖5是流式程序上編譯器優化的流程圖。

圖6顯示出計算機系統具有本發明的實施例，并執行由實施例所 產生的優化程序。

具體實施方式

本發明的實施例能夠提高引用的局部性，檢測出在計算機程序中 并行處理的機會，并能夠重新安排程序以降低存儲器占用量和增大線 程內依賴。要達到這些有益結果的分析模型可通過參考那些通常包括 簡單和/或低效的操作(比如計算運行中的加總)的例子來描述，因為在 數據上執行的操作在其獲得后通常是不相關的。本發明的實施例能夠 改善對數據執行任意復雜運算的程序的存儲器訪問模式和并發，但是 具有復雜數據運算的例子只會模糊真正想要描述的特征。

圖1顯示出二維數據陣列110，并描述了每行120、130的內容是 如何被按以行為主順序排列多維陣列的計算機語言映射到主存儲器 140的存儲器位置的一維陣列的。(一些語言按以列為主順序存儲多維 陣列，但是數據處理操作的分析很容易也容易被適用。除非另有說明， 此后將假定是以行為主的存儲。)