基于IXA架構的網絡程序并行優(yōu)化研究.pdf

1、隨著因特網的飛速發(fā)展，對網絡設備的靈活性和性能的要求與日俱增。網絡處理器作為一種新的應用專用處理器涌現出來。網絡處理器一般采用特定的指令集，多處理核，多線程來優(yōu)化對報文的處理。然而，也正是由于這種體系結構的復雜性，給網絡處理器編程帶來了很大的挑戰(zhàn)。 本文將通過介紹Intel開發(fā)的一款基于IXA的并行編譯器的設計以及性能分析與改進對網絡應用程序并行優(yōu)化挖掘進行研究。 學術界和工業(yè)界致力于對網絡處理器架構和網絡應用程序二者各

2、自的特性進行研究和分析，用以說明網絡應用程序本身的邏輯特性和網絡處理器的并行架構相得益彰。通過研究可以看出，網絡應用程序本身的多個特性使其具有天然的可并行邏輯，這為充分挖掘其并行性和開發(fā)基于網絡處理器的高質量高性能的應用程序奠定了基礎。再者，網絡處理器專有的硬件架構為應用程序的并行執(zhí)行提供了硬件基礎。 IXPC編譯器是一款并行編譯器，基于充分挖掘串行邏輯的應用程序的并行性作為出發(fā)點進行設計。它將串行語義的程序并行化，并適當的映射

3、到網絡處理器的硬件架構上。這一特性為網絡應用程序的開發(fā)者屏蔽了網絡處理器的硬件細節(jié)，使其僅關注于網絡應用程序本身的邏輯。這便利了網絡處理器之上的高質量高性能的網絡處理程序的開發(fā)，并使其具有良好的可移植性與可擴充性。IXPC編譯器提供三種主要的映射方式，分別是多處理器多線程模式(MTP：Multiprocessing/Multithreading)，流水線模式(ContextPipelining)和粘貼模式(Pasting)。其中最具有并

4、行性挖掘研究代表性的是CTX的任務劃分算法。本文在對該算法進行深入分析之后將選取適當的測試用例對MTP與CTX兩種映射方式進行性能分析與比較，以及對流水線任務劃分算法進行性能分析。 通過對實驗數據的分析，觀察到IXPC編譯器的流水線任務劃分算法存在著一定的性能缺陷。這主要體現在該算法在IXPC編譯器的實現中，權值的設置主要考慮的是計算周期數和最小的活動數據傳輸集合。但是應該注意到，在實際的應用程序中，要達到高性能的要求，IO延遲