[發(fā)明專利]將區(qū)別屬性的存儲(chǔ)器分配給共享數(shù)據(jù)對(duì)象的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310538409.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN103885751A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰迪普·馬拉蒂;林源;高塔姆·查克拉瓦蒂;權(quán)冠;阿米特·薩布尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 輝達(dá)公司
• 主分類號(hào): G06F9/38
• 分類號(hào): G06F9/38
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 謝栒;魏寧

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年11月5日由Lin等人所提交的、序列號(hào)為61/722,661的、標(biāo)題為“EXECUTING?SEQUENTIAL?CODE?USING?A?GROUP?OF?THREADS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以及于2012年12月21日由Lin等人所提交的、序列號(hào)為13/724,089的、標(biāo)題為“SYSTEM?AND?METHOD?FOR?ALLOCATING?MEMORY?OF?DIFFERING?PROPERTIES?TO?SHARED?DATA?OBJECTS”的美國(guó)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，在先申請(qǐng)與本申請(qǐng)共同受讓，并在本文通過援引的方式對(duì)二者加以合并。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總地指向并行處理器，并且，更具體地，指向用于將區(qū)別屬性的存儲(chǔ)器分配給共享數(shù)據(jù)對(duì)象的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

如相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到的，可并行地執(zhí)行應(yīng)用以增加其性能。數(shù)據(jù)并行應(yīng)用在不同數(shù)據(jù)上并發(fā)實(shí)行相同進(jìn)程。任務(wù)并行應(yīng)用在相同數(shù)據(jù)上并發(fā)實(shí)行不同進(jìn)程。靜態(tài)并行應(yīng)用是具有可在其執(zhí)行之前被確定的并行度級(jí)別的應(yīng)用。相反，由動(dòng)態(tài)并行應(yīng)用可達(dá)到的并行度僅可隨著其執(zhí)行而被確定。無論應(yīng)用是數(shù)據(jù)或任務(wù)并行、或靜態(tài)或動(dòng)態(tài)并行，其可在管線中執(zhí)行，這通常是用于圖形應(yīng)用的情況。

某些計(jì)算系統(tǒng)，諸如單指令、多數(shù)據(jù)（SIMD）處理器，尤其擅長(zhǎng)執(zhí)行數(shù)據(jù)并行應(yīng)用。SIMD處理器中的管線控制單元?jiǎng)?chuàng)建執(zhí)行的線程組并調(diào)度其用于執(zhí)行，在執(zhí)行期間組中的所有線程并發(fā)執(zhí)行相同指令。在一個(gè)特定處理器中，每個(gè)組具有32個(gè)線程，與SIMD處理器中的32個(gè)執(zhí)行管線或通道（lane）相對(duì)應(yīng)。

考慮實(shí)現(xiàn)在并行處理計(jì)算系統(tǒng)上的交叉-合并（fork-join）并行編程模型諸如OpenMP或OpenACC。在該模型中，程序代碼的一些部分僅由一個(gè)線程（“主”線程）所執(zhí)行，而其他部分由并行的多個(gè)線程（“工作者”線程）所執(zhí)行。執(zhí)行以僅主線程活動(dòng)而開始。在工作創(chuàng)建構(gòu)造處，當(dāng)主線程激活工作者線程并對(duì)每個(gè)工作者指派“執(zhí)行任務(wù)”諸如循環(huán)的某個(gè)數(shù)目的迭代時(shí)，執(zhí)行被分叉。工作者線程隨后典型地并行執(zhí)行其被指派的任務(wù)。一旦工作者線程結(jié)束，則它們停用，并且當(dāng)主線程恢復(fù)其余程序代碼的執(zhí)行時(shí)執(zhí)行被合并。當(dāng)僅一個(gè)線程活動(dòng)時(shí)的程序執(zhí)行期在本文將稱為順序區(qū)或階段，并且當(dāng)多于一個(gè)線程活動(dòng)時(shí)的程序執(zhí)行期在本文將稱為并行區(qū)或階段。

在包括OpenMP和OpenACC的許多交叉-合并模型中，可在并行區(qū)中訪問被分配在順序區(qū)中的數(shù)據(jù)對(duì)象。因此，并行處理器架構(gòu)提供存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)象，多個(gè)線程在它們的執(zhí)行期間可獲得對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象的訪問權(quán)限。可由許多屬性來表征該存儲(chǔ)器，包括大小、時(shí)延、易失性和其他，以及它們的伴隨的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)方面提供用于將區(qū)別屬性的共享存儲(chǔ)器分配給共享數(shù)據(jù)對(duì)象的系統(tǒng)和混合堆棧（hybrid?stack）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括：（1）混合堆棧創(chuàng)建器，配置為在共享存儲(chǔ)器中創(chuàng)建具有較低部分和較高部分的混合堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該較低部分具有較多有利屬性，該較高部分具有較少有利屬性，以及（2）數(shù)據(jù)對(duì)象分配器，與混合堆棧創(chuàng)建器相關(guān)聯(lián)并配置為如果較低部分具有充足剩余容量以包含共享數(shù)據(jù)對(duì)象那么將用于共享數(shù)據(jù)對(duì)象的存儲(chǔ)分配在較低部分中，以及如果較低部分具有不足的剩余容量以包含共享數(shù)據(jù)對(duì)象那么可替代地將用于共享數(shù)據(jù)對(duì)象的存儲(chǔ)分配在較高部分中。

另一方面提供將區(qū)別屬性的共享存儲(chǔ)器分配給共享數(shù)據(jù)對(duì)象的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，方法包括：（1）在共享存儲(chǔ)器中創(chuàng)建混合堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有較低部分和較高部分，該較低部分具有較多有利屬性，該較高部分較少有利屬性，（2）當(dāng)線程要求共享數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，（2a）如果較低部分具有充足剩余容量以包含共享數(shù)據(jù)對(duì)象那么將用于共享數(shù)據(jù)對(duì)象的存儲(chǔ)分配在較低部分中，以及（2b）如果較低部分具有不足的剩余容量以包含共享數(shù)據(jù)對(duì)象那么可替代地將用于共享數(shù)據(jù)對(duì)象的存儲(chǔ)分配在較高部分中，以及（3）當(dāng)沒有線程進(jìn)一步要求共享數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，釋放存儲(chǔ)。

又一方面提供混合堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：（1）共享存儲(chǔ)器中的具有較多有利屬性的較低部分，以及（2）共享存儲(chǔ)器中的具有較少有利屬性的較高部分。

附圖說明

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)下面的描述加以參考，其中：

圖1是并行處理器的框圖，并行處理器可操作以包含或?qū)嵭杏糜趯^(qū)別屬性的存儲(chǔ)器分配給共享數(shù)據(jù)對(duì)象的系統(tǒng)或方法；

圖2是混合堆棧的一個(gè)實(shí)施例的圖示；以及