不规则波前传播模式在众核架构上的高效执行
分布式、并行与集群计算
2016-05-04 v1
摘要
图像处理算法的高效执行是生物信息学的一个活跃领域。在图像处理中，一类处理不规则数据结构的算法或计算模式是不规则波前传播模式（IWPP）。在这类算法中，元素以波传播的形式向邻居传播信息。这种传播导致对数据的不规则访问和扩展。由于这种不规则性，当前此类算法的实现需要原子操作，这代价高昂，并且限制了在众核（MIC）架构上使用单指令多数据（SIMD）指令的实现，而SIMD指令对于在该处理器上获得高性能至关重要。本研究的目标是重新设计不规则波前传播模式算法，以便能够使用SIMD指令在具有众核架构的处理器上高效执行。在这项工作中，我们使用英特尔（R）至强融核（TM）协处理器，实现了IWPP的向量化版本，相比非向量化版本获得了高达5.63倍的增益；实现了使用先进先出（FIFO）队列的并行版本，与协处理器上的单核版本相比，加速比高达55倍；实现了使用优先级队列的版本，其性能比文献中可用的基于GPU的最快实现版本好1.62倍；还实现了一个异构处理器间的协作版本，允许处理大于英特尔（R）至强融核（TM）内存的图像，并提供了一种在计算中利用所有可用设备的方法。
引用
@article{arxiv.1605.00930,
title = {Efficient Execution of Irregular Wavefront Propagation Pattern on Many Integrated Core Architecture},
author = {Jeremias Gomes and George Teodoro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.00930},
year = {2016}
}
备注
in Portuguese