面向国产异构平台的OpenMP Offload共享内存访存优化

来源：计算机工程与应用杂志2023年第10期北京时间：

作者：王鑫, 李嘉楠, 韩林, 赵荣彩, 周强伟

单位：1.郑州大学 计算机与人工智能学院，郑州 450001；2.国家超级计算郑州中心（郑州大学），郑州 450001

摘要：国产异构处理器DCU（deep computing unit）上的本地数据共享（local data share，LDS）是一种低延迟、高带宽的显式寻址内存。国产异构系统的OpenMP未提供LDS访问的编程接口，导致未有效地利用LDS硬件实现数据的高效访存。针对此问题，研究了面向DCU平台的OpenMP Offload执行模式和LDS的分配方法，以及特定于LDS访存的指令结构，实现了LDS访存的手动支持。另外针对于OpenMP Offload的不同执行模式，在此优化方法的基础上实现了LDS访存的自动化，形成了一套面向国产异构平台的高效访存策略。实验采用polybench标准测试集进行测试，利用手动和自动优化方法在单线程模式下平均加速比可达2.60，利用手动优化方法在多线程non-SPMD模式下平均加速比达1.38，利用自动优化方法在多线程SPMD模式下平均加速比达1.11。实验结果表明LDS访存的自动和手动支持有助于提高OpenMP异构程序运行速度。

关键词：国产处理器DCU,本地数据共享（LDS）,OpenMP Offlaod,SPMD,non-SPMD