面向FT-M6678的对称矩阵特征值求解算法实现与优化

来源：计算机工程杂志2024年第2期北京时间：

作者：于立, 韩林, 罗有才, 商建东

单位：1. 郑州大学计算机与人工智能学院, 河南 郑州 4500012. 国家超级计算郑州中心, 河南 郑州 450001

摘要：目前国产自主可控FT-M6678平台上没有对称矩阵特征值求解相关的实现，且平台上现有数学计算库不能很好地满足类似问题求解的需求。面向国产FT-M6678处理器，对对称矩阵特征值求解（SYEV）算法进行实现与优化，完善FT-M6678平台的线性代数计算库。通过对SYEV算法的实现过程以及运行热点的分析，基于FT-M6678平台进行编译优化、访存优化以及向量并行化优化，其中：编译优化是根据不同的编译选项指导编译器对程序优化以达到加速效果；访存优化包括缓存优化以及数据段与程序段的分配优化，用于提高矩阵数据的访存效率；向量并行化优化包括循环展开以及适配FT-M6678平台的单指令多数据流（SIMD）指令并行优化，用于提升程序的计算效率。在FT-M6678平台上对所实现并优化的算法进行正确性验证与优化性能分析，结果表明，算法能够正确通过LAPACK官方测试集测试，并且在FT-M6678平台上的加速效果可达到58.346倍，对比TMS320C6678平台速度可提升2.053倍。

关键词：对称矩阵特征值,FT-M6678平台,热点分析,缓存优化,向量并行

基金资助：河南省重大科技专项(221100210600)