基于RISC-V的FFmpeg多媒体算法库优化策略

作     者：张桢 梁军 贾海鹏 张云泉 李青 ZHANG Zhen;LIANG Jun;JIA Haipeng;ZHANG Yunquan;LI Qing

作者机构：北京联合大学北京市信息服务工程重点实验室北京100101 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 

出 版 物：《计算机工程》 (Computer Engineering)

年 卷 期：2023年第49卷第4期

页      面：159-165,173页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61972376) 北京联合大学科研项目(ZK50202002) 

主　　题：开源指令集架构 FFmpeg多媒体算法库 向量化访存 汇编优化 指令流水优化 

摘      要：RISC-V处理器的广泛应用使得FFmpeg多媒体算法库在RISC-V平台上的高性能实现日益重要。提出一种基于RISC-V架构的系列优化策略,针对开源音视频多媒体FFmpeg算法库中不同特征和计算密度的算法,利用RISC-V指令集的扩展性对算法库中某些耗时的算法进行指令加速和并行优化。在深入研究RISC-V开源架构的基础上,构建一个基于RISC-V开源架构的高性能FFmpeg算法库。针对不连续访存类算法、数据依赖类算法、数据快速转换类算法,从向量单元配置、向量化访存、汇编优化、指令流水优化4个方面出发,大幅提升FFmpeg算法库在RISC-V处理器上的性能。实验结果表明,采用以上优化策略后的FFmpeg算法库在基于RISC-V架构的XT-910芯片上的性能得到明显提升,其中的不连续访存类算法、数据依赖类算法、数据快速转换类算法的加速比分别为8.20、3.67、3.62。