上的性能移植性.PDFVIP

doi:10.1631/FITEE.1500032 题目：使用“基于分析的代码转换方法”来提升GPU 特定的OpenCL kernel 在多核/众核CPU 上的性能移植性 目的：针对面向GPU 设计的OpenCL kernel 程序在CPU 上性能移植性欠佳这一问题，设计 一种基于访存特征分析的代码转换方法，提升性能移植性。 创新点：通过分析OpenCL kernel 中的访存模式，去除不必要的局部存储数组及其带来的同 步语句，并使用向量化和局域性重开发进一步优化代码，最终取得显著的性能提升。 方法：首先，针对OpenCL kernel 代码中的数组访问，设计一种精确的线性化访问描述子（图 2 ）。然后，利用该描述子，分两步对GPU 特定的OpenCL kernel 代码进行转换，以 提高其在CPU 上的性能 （图7 ）。第一步为基于分析的work-item 折叠，即通过分析 访问描述子，找出并去除不必要的局部存储数组及其带来的同步语句，然后完成 work-item 折叠。第二步为适应架构的代码优化，即针对CPU 架构的特点，使用向量 化和局域性重开发进一步优化折叠后的代码。最后，上述代码转换过程被整合为一个 工具链，连同一个调度程序，嵌入到一个开源的OpenCL 运行时系统中 （图11）。 实验结果表明，这种转换方法可以显著提升GPU 特定的OpenCL kernel 在Intel Sandy Bridge 架构CPU 和Intel Knights Corner 架构协处理器上的性能。 结论：准确分析OpenCL kernel 代码中的访存模式，不仅利于判断局部存储数组是否适合于 CPU 架构，还能用于指导之后的代码优化过程，因此是提高性能移植性的重要步骤。 关键词：OpenCL；性能移植性；多核/众核CPU；基于分析的转换