[發明專利]面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法

在審

• 申請號: 201910898087.1
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN112540936A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 李芳;葉躍進;陳德訓;劉鑫;徐金秀;孫唯哲;陳鑫;郭恒;王臻
• 申請（專利權）人: 無錫江南計算技術研究所
• 主分類號: G06F12/0877
• 分類號: G06F12/0877;G06F13/16
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王健

本發明公開一種面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法，包括以下步驟：S1、將眾核組共同組成一個存儲塊，將參與計算的物理量均勻分布在各計算核心的私有存儲空間中，并通過建立索引關系可找到不同下標計算時數組的具體位置，再利用核間通信機制實現核間數據的訪問；S2、利用步驟S1的映射同時結合非阻塞通信來批量獲取數據，并將重排好的數據存入本地私有高速緩沖區中；S3、將步驟S1以預處理方式獨立于計算之外，并根據課題需求可使用主從異步并行方式，繼續隱藏建立映射過程帶來的額外開銷。本發明面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法，其利用分布式存儲技術及其映射機制與高效非阻塞批處理數據重排方法，有效避免頻繁的訪主存，提高眾核并行效率。

技術領域

本發明屬于離散訪存讀寫技術領域，尤其涉及一種面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法。

背景技術

近年隨著高性能計算的發展，眾多工程應用軟件對數值計算性能追求越來越高。在數值求解過程中，數據的離散訪存特性一直是高性能計算發展過程中的一個難題。

現有的基于國產眾核架構下解決離散訪存的常規方式是：在數值計算過程中通過訪主存方式將需要參與計算的數值讀取到計算核心私有緩存上，由于主從之間帶寬低，頻繁的數據傳輸帶來的額外系統開銷極大影響計算效率。

發明內容

本發明目的在于提供一種面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法，該離散訪存讀寫方法，能夠有效避免頻繁的訪主存，提升眾核并行效率。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法，包括以下步驟：

S1、將眾核組內所有計算核心的局部存儲空間共同組成一個存儲塊，將參與計算的離散訪存數據均勻分布在各計算核心的私有存儲空間中，即根據數據大小在所有計算核心間平均分配，后續計算過程中計算核心需要用到的離散數據如果不在本計算核心的局部存儲空間，需要從其他計算核心獲取，因此需要首先建立這種數據需求索引關系，即哪些數據需要發送給哪些計算核心，具體體現為數組下標與計算核心標號的對應關系，這種關系計算前可以通過網格拓撲關系確定，計算過程中利用核間通信機制實現核間數據的訪問；

S2、利用步驟S1的映射，映射具體包含S1步驟已建立數組下標與計算核心標號的對應關系，即已知哪些數據需要發送給哪些計算核心，同時結合非阻塞通信來批量獲取數據，并將重排好的數據存入本地私有高速緩沖區中，其中，非阻塞通信即核組內部提供了計算核心間通信機制，通信與計算同時進行，可實現計算\通信相互隱藏，提高效率；

S3、將步驟S1以預處理方式獨立于計算之外，同時為進一步提高課題整體運行效率，可使用主從異步并行方式，繼續隱藏建立映射過程帶來的額外開銷。

上述技術方案中進一步改進的技術方案如下：

1. 上述方案中，所述建立索引關系尋找不同下標計算時數組的具體位置時，具體位置包括計算核心編號和核內下標。

2. 上述方案中，所述步驟S3中將步驟S1以預處理方式獨立于計算之外，是指步驟S1僅需建議一次索引表，所以可以放入預處理中，步驟S1置于核心循環的前面，僅調用一次。

3. 上述方案中，所述步驟S3主從異步并行方式指控制核心與計算核心同時工作，步驟S1由控制核心完成，此時計算核心進行其他操作，二者的計算時間互相隱藏。

由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明面向異構眾核架構的離散訪存讀寫方法，該離散訪存方法提出一種基于數據預處理和非阻塞批量讀的組合方式，充分利用了分布式存儲技術及其映射機制與高效非阻塞批處理數據重排方法，該方法能夠有效減少計算過程中不必要的離散查表開銷，避免頻繁的訪主存，從而增加計算效率，提高眾核并行效率。

附圖說明

附圖1為本發明核間數據分布及其訪問示意圖；

附圖2為本發明消息傳遞過程數據包流水示意圖；