пакет - MES conference

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ РАН (ИППМ)
Исследование принципов
работы блока ввода данных для
параллельной потоковой
вычислительной системы
Д.Н. Змеев, Н.Н. Левченко, А.С. Окунев, А.Л. Стемпковский
МОДЕЛЬ ВЫЧИСЛЕНИЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ПОТОКОВОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ППВС) «БУРАН»
а
b
+
c
d
*
n
+
*
Потоковый граф
программы
*
узлы
/
Вычисление формулы
((a+b)*(c+n))/(b*c-(a+b)*d)
результат
Токен
Структура
данных
системы
Признаки токена
Ключ
Данное
Ключ
Пакет
Признаки пакета
Nз
Аузл
Контекст
Данное 1
Данное 2
2
МОДЕЛЬ ВЫЧИСЛЕНИЙ ППВС «БУРАН»
С УПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКОМ ДАННЫХ С ДИНАМИЧЕСКИ
ФОРМИРУЕМЫМ КОНТЕКСТОМ
Программа на DFL = набор узлов
M1(x1,x2){7,6} пакет
…
node M1(a,b) {i,j}
begin
…
a*b –> M2.c{i+1,j};
…
end
…
программа узла
Ассоциативная память
заголовок
узла
x4–> M1.b{9,4}
ожидание
«парного»
токена
токены
x3–>M2.c{8,6}
x2–> M1.b{7,6}
Сопоставление
токенов (при
одинаковом
контексте)
x1–>M1.a{7,6}
i
node M1(a,b){i,j}
имя
узла
входы
узла
контекст
узла
формирование и
посылка
токена
j
формирование
пакета
пакет M1(x1,x2){7,6}
поступает на
вход узла
3
БАЗОВАЯ АРХИТЕКТУРА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ПОТОКОВОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ «БУРАН»
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ
токен
ИУ 0
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ
токен
токен
...
пакет
ИУ m-r
ИУ r-1
токен
пакет
...
ИУ m-1
пакет
внутренний коммутатор пакетов
внутренний коммутатор пакетов
ПС 0
...
пакет
пакет
пакет
токен
...
ПС k-1
пакет
ПС n-k
токен
внутренний коммутатор токенов
токен
пакет
...
ПС n-1
токен
внутренний коммутатор токенов
ЯДРО
ЯДРО
коммутатор токенов
Блок ввода данных
4
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА БЛОКА ВВОДА ДАННЫХ
данные
Узел формирования полей токенов
Входной регистр токенов
с ХОСТа
Память
данных
Узел
формирования
№ ядра
Узел
формирования
№ этапа
Узел анализа алгоритма ввода
токенов
Память
токенов
Узел анализа режима ввода токенов
Узел генерации токенов
Формирователь
токенов
Узел ввода
токенов
Регистр выдачи токенов
токены
в КМТ
5
АЛГОРИТМЫ ВВОДА ДАННЫХ
- последовательный ввод по строкам;
- последовательный ввод по столбцам;
- поблочно-квадратный ввод;
- поблочно-квадратный половинчатый ввод;
- ввод колонками;
1
3
2
- ввод планками;
- блочно-точечный ввод;
- диагональный ввод;
- ввод векторов для БПФ.
6
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛГОРИТМА ВВОДА ДАННЫХ ДЛЯ
РАЗНЫХ КЛАССОВ ЗАДАЧ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ
ПРОХОЖДЕНИЯ НА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ППВС «БУРАН»
Суммарная загрузка памяти ключей в процессоре сопоставления
на задаче БПФ для разных
алгоритмов ввода данных
последовательный
ввод данных вектора
В два раза уменьшен требуемый
объем памяти ключей!
чередование
полувекторов
7
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛГОРИТМА ВВОДА ДАННЫХ ДЛЯ
РАЗНЫХ КЛАССОВ ЗАДАЧ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ
ПРОХОЖДЕНИЯ НА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ППВС «БУРАН»
Суммарная загрузка памяти ключей в процессоре сопоставления
на задаче перемножение матриц
для разных алгоритмов ввода
Последовательно и чередованием
Максимальный объем памяти
ключей меньше в 80 раз!
8
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛГОРИТМА ВВОДА ДАННЫХ ДЛЯ
РАЗНЫХ КЛАССОВ ЗАДАЧ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ
ПРОХОЖДЕНИЯ НА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ППВС «БУРАН»
Суммарная загрузка памяти ключей в процессоре сопоставления
на задаче сложение векторов для
разных
алгоритмов
ввода
(последовательно и чередованием)
последовательный
ввод данных вектора
чередование
векторов
Максимальный объем памяти
ключей меньше в 32000 раз!
Зависит от размерности вектора
9
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛГОРИТМА ВВОДА ДАННЫХ ДЛЯ
РАЗНЫХ КЛАССОВ ЗАДАЧ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ
ПРОХОЖДЕНИЯ НА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ППВС «БУРАН»
Задача «Сложение векторов»
155680
тактов
131112
тактов
Ускорение на 16%
Задача «Быстрое преобразование Фурье»
207556
тактов
169325
тактов
Ускорение на 18%
10
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ РАН (ИППМ)
Спасибо за внимание!