检索结果-南通市图书馆

基于指令Cache和寄存器压力的循环展开优化

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计算机工程与科学 2022年第12期44卷 2111-2119页

作者：王翠霞韩林刘浩浩中原工学院前沿信息技术研究院河南郑州450007

循环展开是一种常用的编译优化技术,能够有效减少循环开销,提升指令级并行程度和数据局部性,提升循环的执行效能。然而,过度的循环展开会造成指令Cache溢出,增大寄存器压力,循环展开次数太少又会浪费潜在的性能提升机会,因此寻找恰当的... 详细信息

循环展开是一种常用的编译优化技术,能够有效减少循环开销,提升指令级并行程度和数据局部性,提升循环的执行效能。然而,过度的循环展开会造成指令Cache溢出,增大寄存器压力,循环展开次数太少又会浪费潜在的性能提升机会,因此寻找恰当的展开因子是研究循环展开问题的核心。基于GCC开源编译器,面向循环展开问题开展深入的分析与研究,针对指令Cache和寄存器资源对循环展开的影响,提出了一种基于指令Cache和寄存器压力的循环展开因子计算方法,并在GCC编译器中实现了该计算方法。申威和海光平台上的实验结果显示,相较于目前GCC中存在的其它展开因子计算方法,所提出的方法可以获得更为有效的循环展开因子,提升了程序性能。在SPEC CPU 2006测试集上的平均性能分别提升了2.7%和3.1%,在NPB-3.3.1测试集上的分别为5.4%和6.1%。

关键词：编译优化循环展开展开因子指令Cache 寄存器压力

向量DSP的混合资源启发式循环展开因子选择方法研究

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计算机科学 2022年第S1期49卷 777-783页

作者：陆浩松胡勇华王书盈周新莲李慧祥湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南湘潭411201

在现代处理器中,具有向量处理单元的VLIW体系结构逐渐成为高性能DSP体系结构的典型代表。基于这类体系结构的寄存器资源丰富、执行单元多等特点,研究了相应的循环展开因子选择问题,提出了一种循环展开因子选择方法来提升循环展开这种重... 详细信息

在现代处理器中,具有向量处理单元的VLIW体系结构逐渐成为高性能DSP体系结构的典型代表。基于这类体系结构的寄存器资源丰富、执行单元多等特点,研究了相应的循环展开因子选择问题,提出了一种循环展开因子选择方法来提升循环展开这种重要优化的效果。该方法考虑了循环体代码的向量标量属性、基址寄存器和索引寄存器资源使用规则等因素,并且在展开因子选择算法中增加了执行单元使用占比和展开因子按幂次对齐这两种启发式因素。针对3种常用数字信息处理算法开展了实验研究,实验结果表明了该方法的有效性。对于这三种DSP算法,用所提方法获得的循环展开因子进行循环展开处理后,它们的平均性能相比已有方法提升了10%以上。

关键词：循环展开展开因子超长指令字向量DSP 编译优化

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循环展开及其在工程电磁场计算中的应用研究

循环展开及其在工程电磁场计算中的应用研究

作者：邢阔鹏沈阳工业大学

学位级别：硕士

对于大型电力设备而言,其物理尺寸非常大,利用有限元法去分析电力设备的电磁场时,为了保证计算精度,需要剖分大量的网格,导致计算规模太大,其计算时间随有限元分析网格数量的增加而迅速增加。为了提高计算效率,本文研究指令级并行技术... 详细信息

对于大型电力设备而言,其物理尺寸非常大,利用有限元法去分析电力设备的电磁场时,为了保证计算精度,需要剖分大量的网格,导致计算规模太大,其计算时间随有限元分析网格数量的增加而迅速增加。为了提高计算效率,本文研究指令级并行技术循环展开,通过机器学习预测不同循环中最佳循环展开因子,并应用于电磁场有限元计算的程序代码。建立不同的机器学习回归算法模型预测不同特征变量的循环计算时间。通过大量的循环计算程序,提取循环的相关特征量和循环计算时间,建立循环展开的回归数据集。建立多种机器学习算法模型,预测不同特征变量的循环计算时间,比较选取适合数据集的最佳机器学习算法。通过对数据集进行预测、分析和比较,对模型参数进行优化。为进一步提高预测准确率,使用模型融合技术对参数优化后的机器学习模型进行融合,找到拟合数据集最优的方法,将其作为最终预测时间的回归模型。将最佳模型预测后的时间结果进行择优,计算时间最少对应的展开因子为最佳展开因子,实现特征到最佳展开因子的映射,由此建立循环特征变量与展开因子之间的机器学习分类算法模型。建立能够进行多分类的神经网络算法对映射数据集进行多分类计算,预测得到最优循环展开因子。将算法应用于一台单相三柱变压器和三相感应电机磁场有限元计算程序,使用最佳展开因子在C++有限元计算程序中进行循环展开,并将程序计算结果和使用软件计算的结果进行比较,证明循环展开在电磁计算中准确性和可行性,能够在循环程序中实现计算加速。

关键词：机器学习循环展开有限元计算模型融合并行算法

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滑动窗口应用循环展开及其数据通路生成

计算机学报 2008年第6期31卷 989-997页

作者：董亚卓刘明政夏飞窦勇国防科学技术大学计算机学院长沙410073 总后后勤研究所北京100071

滑动窗口广泛应用于图像处理、模式识别和数字信号处理中,它具有数据量大、计算密集等特点.可重构硬件为滑动窗口应用提供了一个灵活高效的实现平台.文中基于一种存储、数据调度模型及其相应的数据通路生成技术,研究循环展开对滑动窗口... 详细信息

滑动窗口广泛应用于图像处理、模式识别和数字信号处理中,它具有数据量大、计算密集等特点.可重构硬件为滑动窗口应用提供了一个灵活高效的实现平台.文中基于一种存储、数据调度模型及其相应的数据通路生成技术,研究循环展开对滑动窗口应用的面积、时钟频率和吞吐率的影响.实验结果表明内层循环展开相对于外层循环展开将带来更大的控制复杂度,增加了对芯片面积的需求,然而外层循环展开需要更多的存储资源保存重用数据;当片内存储模块个数增加到一定规模时,时钟频率将随着循环展开不断降低;不同维度的应用,吞吐率随循环展开提升程度不同.

关键词：滑动窗口操作高级综合循环展开数据通路存储结构

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基于循环展开的子字并行指令自动生成

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第2期36卷 46-49页

作者：王淼王志英沈立戴葵国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

针对向量编译的不足,提出一种基于循环展开的子字并行指令自动生成的方法.该方法利用传统的循环变换技术对多媒体应用中可以进行子字并行的循环进行优化,生成子字并行代码.首先识别出可并行的循环,然后通过循环展开、寄存器重命名、指... 详细信息

针对向量编译的不足,提出一种基于循环展开的子字并行指令自动生成的方法.该方法利用传统的循环变换技术对多媒体应用中可以进行子字并行的循环进行优化,生成子字并行代码.首先识别出可并行的循环,然后通过循环展开、寄存器重命名、指令合并等技术来提升循环体基本块中的子字并行性.在TTA(trans-port triggered architecture)体系结构的编译框架下用该方法实现了子字并行指令的自动生成.实验表明该方法得到了较好的加速比.

关键词：向量编译子字并行并行指令循环展开代码自动生成

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利用循环分割和循环展开避免Cache代价

软件学报 2008年第9期19卷 2228-2242页

作者：刘利陈彧乔林汤志忠清华大学计算机科学与技术系北京100084

存储系统与处理器之间的速度差距逐渐变大,为此,cache使用了分级机制,但这也带来了额外的存储延迟(cache代价).提出一种利用循环分割和循环展开相结合避免cache代价的PCPLPU(prevent cache penalty by loop partition-unrolling)算法.... 详细信息

存储系统与处理器之间的速度差距逐渐变大,为此,cache使用了分级机制,但这也带来了额外的存储延迟(cache代价).提出一种利用循环分割和循环展开相结合避免cache代价的PCPLPU(prevent cache penalty by loop partition-unrolling)算法.实验结果表明,PCPLPU算法能够有效避免循环代价,提高程序性能.

关键词：循环分割循环展开 cache代价 bank冲突

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基于边缘部署低功耗的神经网络加速器

自动化与仪表 2024年第7期 147-151+156页

作者：周诗云钱松荣卫少东郑鑫贵州大学机械工程学院贵州大学公共大数据国家重点实验室

卷积神经网络作为一种处理网络数据的深度学习模型，广泛的应用于自动驾驶、航空航天等行业。而随着数据量的增长，卷积网络的结构也变得越来越复杂，对于卷积网络这种计算和资源密集型网络如何部署在低功耗、资源少的边缘设备上就成为... 详细信息

卷积神经网络作为一种处理网络数据的深度学习模型，广泛的应用于自动驾驶、航空航天等行业。而随着数据量的增长，卷积网络的结构也变得越来越复杂，对于卷积网络这种计算和资源密集型网络如何部署在低功耗、资源少的边缘设备上就成为了一种困难。而FPGA由于其具有高的并行性和低功耗，可以作为一种边缘部署的设备。在这基础上，提出了一种针对于LeNet-5轻量网络的加速器，利用流水线并行加速和循环展开对FPGA的并行计算最大化，然后使用Vitis HLS将高级编程语言转变为硬件描述语言，再利用Vitis IDE进行软件驱动的编写。实验结果表明，相对于在CPU、GPU上进行网络推理，在ZYNQ上FPGA进行网络推理，在检测速率相近的情况下，功耗减少了8倍，这使得神经网络的边缘部署多了一种选择。

关键词：卷积神经网络边缘部署低功耗 FPGA 流水线循环展开 HLS

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循环展开技术在向量程序中的应用

计算机科学 2016年第1期43卷 226-231,245页

作者：高伟赵荣彩于海宁张庆花信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室无锡214125

循环展开是一项常用的循环优化技术。当前针对串行程序的循环展开技术已经比较成熟,但是在实际应用中没有针对向量程序进行有效的循环展开。为了解决这个问题,提出了一种面向向量程序的循环展开技术。首先,针对向量寄存器压力和代码膨... 详细信息

循环展开是一项常用的循环优化技术。当前针对串行程序的循环展开技术已经比较成熟,但是在实际应用中没有针对向量程序进行有效的循环展开。为了解决这个问题,提出了一种面向向量程序的循环展开技术。首先,针对向量寄存器压力和代码膨胀等限制因素,提出了一种自动计算展开因子的CUFVL算法;其次,根据向量循环展开的特点,制定了完全展开策略;最后结合CUFVL算法和完全展开策略,设计了向量循环展开的总体流程。实验结果表明,该方案能够计算出合适的展开因子,进而对向量程序进行适当的循环展开或完全展开,从而有效提升应用程序的性能。

关键词：向量程序循环展开展开因子完全展开

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软件流水中的循环展开优化

北京航空航天大学学报 2004年第11期30卷 1111-1115页

作者：李文龙刘利汤志忠清华大学计算机科学与技术系北京100084

在软件流水中应用循环展开可以实现分数值的启动间距 ,提高资源的利用率 ,同时基于展开的优化技术可以降低程序的资源需求和关键路径的长度 .提出了基于程序特性的展开因子算法UTBPC(UnrollingTimesBasedProgramCharacter istics) ,解... 详细信息

在软件流水中应用循环展开可以实现分数值的启动间距 ,提高资源的利用率 ,同时基于展开的优化技术可以降低程序的资源需求和关键路径的长度 .提出了基于程序特性的展开因子算法UTBPC(UnrollingTimesBasedProgramCharacter istics) ,解决了循环展开的核心问题———展开因子的确定 ,同时提出了基于展开的软件数据预取优化技术 ,提高了软件数据预取的效率 .所有这些都在ORC(OpenRe searchCompiler)中实现 ,并对SPEC 2 0 0 0中的程序进行了测试 ,平均性能提高了 2 .6% .实验结果表明新提出的算法和基于展开的数据预取优化技术提高了编译器的整体性能 .

关键词：计算机软件软件流水循环展开展开因子数据预取