[發明專利]針對GPU程序的源碼級數據傳輸能耗估算方法

無效

• 申請號: 201210271642.6
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102880785A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張常有;黃錕;崔翔;陳一峯;張爽
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 蘇愛華

1.一種針對GPU程序的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，包括如下步驟：

1）基礎參數測量計算：針對具體的CPU+GPU異構體系平臺單機系統，進行系列基本測量，標定程序狀態相關的基本參數；其中，需要測量的基本狀態包括：空閑狀態、CUDA庫運行狀態、MPI消息等待狀態、數據傳輸狀態；

2）針對具體程序估算數據傳輸能耗：根據所述參數的標定值對具體程序中數據傳輸能耗部分進行估算和預測。

2.如權利要求1所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，步驟1）中，由于不同的GPU程序可能使用不同的傳輸模式和傳輸粒度組合，為了能夠盡可能精確地估算傳輸能耗，先通過實驗測量出平臺本身在不同傳輸模式和傳輸粒度組合下的基本帶寬和功耗數據。

3.如權利要求2所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，根據步驟1）得到的基本帶寬和功耗數據，分析具體GPU程序的源碼，根據數據傳輸模式和數據量，估算程序的消耗于數據傳輸方面的總能耗。

4.如權利要求1所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，線程執行不同原語后，處于多種狀態的復合狀態，其功耗可以近似分解為多個基本狀態功耗的線性累加，簡稱為簡單可加性，根據這種簡單可加性，通過計算，完成基礎數據的測量和程序能耗的估算。

5.如權利要求1所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，線程狀態下的傳輸功耗的基本測量方法如下：分別測量計算機在空閑狀態下的功耗P_I和每個原語執行后的功耗Px，Px的取值為P₁、P₂、P_CUDA或P_TRANS，P_CUDA=P₁-P_I，P_TRANS=P₂-P₁，P_TRANS就是測得的傳輸功耗；

其中，P₁為CUDA庫裝載執行之后的功耗讀數；P₂為數據傳輸之后的功耗讀數；P_CUDA為裝載CUDA庫原語執行后導致的功耗值增量；P_TRANS為CUDA中的數據傳輸原語執行后導致的功耗值增量。

6.如權利要求1所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，采用連續多遍傳輸的辦法，使傳輸總時間達到10秒以上，從而獲得n個功耗讀數，重復各種數據傳輸模式，在不同數據傳輸粒度下，記錄其功耗和帶寬，計算平均帶寬和平均功耗如下：

7.如權利要求6所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，用如下公式估算數據傳輸能耗：

8.如權利要求1所述的源碼級數據傳輸能耗估算方法，其特征是，包括以下步驟：

1）將源程序映射為原語序列，提取出傳輸數據的原語；

2）確定程序的數據量；

3）列舉程序中的各種數據傳輸模式；

4）從程序表達的算法推斷各種數據傳輸模式對應的數據傳輸粒度；

5）測量計算出平均帶寬和平均功耗；

6）計算數據傳輸能耗：