Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Планирование выполнения инструкций для векторных процессоров с переменной длиной векторов презентация
Содержание
- 1. Планирование выполнения инструкций для векторных процессоров с переменной длиной векторов
- 2. Векторные инструкции (SIMD) применяются во многих современных
- 3. Длина (размерность) векторов
- 4. Переменная длина векторов
- 5. Следующие инструкции используют результаты выполнения предыдущих C
- 6. Простейшее решение
- 7. Ранний запуск
- 8. Зацепление Требует выполнения зависимых инструкций на разных функциональных устройствах. В данной работе не используется.
- 9. Одно функциональное устройство Невозможно использовать зацепление Поддерживает
- 10. Подготовить план чтения операндов заранее «На первом
- 11. Структурная схема планировщика
- 12. Основной блок планировщика Каждая запись в таблице:
- 13. Пример расчета времени “CPE” = Cycles Per Element для зависимых инструкций с разной скоростью выполнения
- 14. Простая тестовая программа: a = a +
- 15. Производительность
- 16. Ускорение от раннего запуска
- 17. Представлен способ планирования инструкций для векторных процессоров
- 18. Вопросы? Адрес для связи: apanteleev87@gmail.com Спасибо за внимание!
Векторные инструкции (SIMD) применяются во многих современных процессорах MMX, SSE, AVX (X86) AltiVec (PowerPC) NEON (ARM) Повышают производительность Явно параллельная обработка массивов данных Повышают энергоэффективность Планирование выполнения одной инструкции вместо цикла
Слайд 1Планирование выполнения инструкций для векторных процессоров с переменной длиной векторов
Пантелеев Алексей
Юрьевич
Слайд 2Векторные инструкции (SIMD) применяются во многих современных процессорах
MMX, SSE, AVX (X86)
AltiVec
(PowerPC)
NEON (ARM)
Повышают производительность
Явно параллельная обработка массивов данных
Повышают энергоэффективность
Планирование выполнения одной инструкции вместо цикла
NEON (ARM)
Повышают производительность
Явно параллельная обработка массивов данных
Повышают энергоэффективность
Планирование выполнения одной инструкции вместо цикла
Введение
Слайд 5Следующие инструкции используют результаты выполнения предыдущих
C = A × B;
E =
C + D;
Когда запускать следующую инструкцию?
Слишком ранний запуск приведет к функциональным ошибкам
Слишком поздний запуск приведет к потере производительности
Существуют простые решения для скалярных и фиксированных векторных инструкций
Когда запускать следующую инструкцию?
Слишком ранний запуск приведет к функциональным ошибкам
Слишком поздний запуск приведет к потере производительности
Существуют простые решения для скалярных и фиксированных векторных инструкций
Зависимые инструкции
Слайд 8Зацепление
Требует выполнения зависимых инструкций на разных функциональных устройствах. В данной работе
не используется.
Слайд 9Одно функциональное устройство
Невозможно использовать зацепление
Поддерживает различные вычислительные операции
Запуск операции – 1
или 2 такта
Длинный конвейер – от 2 до 24 стадий
Память: два порта чтения, один порт записи
Операции имеют до трех операндов (например, MAD)
Чтение операндов – от 1 до 3 тактов, зависит от расположения данных
Переменная длина векторов
Требуется высокая производительность
Длинный конвейер – от 2 до 24 стадий
Память: два порта чтения, один порт записи
Операции имеют до трех операндов (например, MAD)
Чтение операндов – от 1 до 3 тактов, зависит от расположения данных
Переменная длина векторов
Требуется высокая производительность
Конкретная задача
Слайд 10Подготовить план чтения операндов заранее
«На первом такте прочитать операнд А с
первого порта» и т.п.
Рассчитать время запуска инструкции
Учесть различные планы для данной и предыдущих инструкций
В нужное время выполнить план для всех векторных элементов последовательно
Рассчитать время запуска инструкции
Учесть различные планы для данной и предыдущих инструкций
В нужное время выполнить план для всех векторных элементов последовательно
Решение
Слайд 12Основной блок планировщика
Каждая запись в таблице:
Содержит конечный автомат и несколько регистров
для расчета времени
Представляет одну инструкцию, находящуюся в конвейере
Может блокировать выполнение других инструкций, если есть неразрешенная RAW-зависимость
Достаточно 4-8 записей, в зависимости от максимальной глубины конвейера и типичной длины векторов
Представляет одну инструкцию, находящуюся в конвейере
Может блокировать выполнение других инструкций, если есть неразрешенная RAW-зависимость
Достаточно 4-8 записей, в зависимости от максимальной глубины конвейера и типичной длины векторов
Таблица зависимостей
Слайд 13Пример расчета времени
“CPE” = Cycles Per Element
для зависимых инструкций с разной
скоростью выполнения
Слайд 14Простая тестовая программа:
a = a + const; b = b +
const; c = c + const; (“NI” операций)
a = a + const; b = b + const; c = c + const; …
Аналитический расчет времени выполнения:
TOverall = max (TIssue, TLatency, TControl, TScoreboard)
Подробные формулы приведены в печатном варианте доклада
Экспериментальная производительность в 97% случаев отличается от теоретической не более чем на 3%
a = a + const; b = b + const; c = c + const; …
Аналитический расчет времени выполнения:
TOverall = max (TIssue, TLatency, TControl, TScoreboard)
Подробные формулы приведены в печатном варианте доклада
Экспериментальная производительность в 97% случаев отличается от теоретической не более чем на 3%
Производительность
Слайд 17Представлен способ планирования инструкций для векторных процессоров с переменной длиной векторов:
Поддерживаются
зависимые инструкции с разной скоростью выполнения и разной длиной конвейера
Применение раннего запуска повышает производительность на 10 – 90% при использовании коротких векторов
Может применяться в сопроцессорах, предназначенных для быстрой обработки небольших вычислительных задач (например, при цифровой обработке сигналов)
Применение раннего запуска повышает производительность на 10 – 90% при использовании коротких векторов
Может применяться в сопроцессорах, предназначенных для быстрой обработки небольших вычислительных задач (например, при цифровой обработке сигналов)
Заключение
