可重构加速平台下基于面积性能比的多任务调度优化策略研究

来源 :浙江大学计算机科学与技术学院 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuyoucao654321
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传统的计算机体系结构中,运算单元一般可以分为两类:一类是通用处理单元,该类运算单元依循特定指令集,通过软件编程方式进行运算,其特点是通用性强但性能不高;第二类是采用ASIC方式,通过硬件单元的定制,实现特定运算功能,其特点是性能强但通用性差。为了能够在保证通用性的情况下提高性能,可重构计算(Reconfigurable Computing)的概念被提出。利用可重构逻辑器件动态重构的特性,能够针对不同应用动态重构出相应高性能处理单元。随着硬件容量的提升,可重构器件上已经具备多任务并行执行的能力。以往的研究中,对于动态重构平台的多任务调度研究主要集中于可重构逻辑器件的面积分配上,忽略了单位面积的效率问题。研究表明,针对不同的任务,增加相同单位面积的可重构逻辑资源所带来的性能提升不同。利用该结论,本文提出了一种基于面积性能比的调度优化策略。本文首先建立了可重构加速计算平台的软硬件抽象模型,根据该抽象模型特点,将调度优化问题规约为一个标准的线性规划问题,提出了基于线性规划算法的优化策略。同时,本文提出了一种简化的优化策略,简化了调度搜索过程,降低了算法复杂度,使之成为一种实际可行的调度优化策略。通过软件模拟实验,本文证明了可重构计算平台下基于面积性能比的多任务调度优化策略可行性,实验结果表明该优化策略能够在多种调度策略基础上,进行不同程度的优化,平均性能提升最高为10.33%。同时,实验结果表明,可重构逻辑器件重构开销,是决定本文提出的优化策略性能的关键因素。综上所述,本文提出了一种可重构计算平台下基于面积性能比的多任务调度优化策略,利用可重构系统能够动态调整平台运行状态的特点,通过在线资源重分配,整体提高了可重构计算平台的运行性能。
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