并行计算模型参数动态采集分析软件工具包DEMPAT的设计初探

根据目标平台体系结构尤其是存储系统组织结构的差异，并行计算模型可以分成三代：共享存储并行计算模型、分布存储并行计算模型和层次存储并行计算模型。并行计算模型从第一代发展到第三代的过程中引入了越来越多的模型参数，而且随着处理器与存储系统之间速度差的不断增大，把存储层次引入并行计算模型成为一个新的发展趋势。这在提高模型分析精确度的同时也导致了模型的分析工作越来越复杂，因此有必要设计一个能够对并行计算模型参数进行半自动的获取和分析工具包，以便辅助模型分析工作。 本文首先介绍并行计算模型的发展过程和每个模型涉及到的模型参数，在此基础上提出了我们的并行计算模型参数动态采集分析软件工具包（DEMPAT）及其整体框架，并对现有的基准测试工具进行了简要介绍。我们着重分析了存储层次参数采集模块的设计理论和方法，实现了基于PAPI的高速缓存和TLB参数采集工具，并在主流的平台上进行了相关实验。另外我们采集了两种三角矩阵求逆算法的动态访存行为和浮点运算次数，揭示了存储访问复杂性对算法性能的影响。从实验结果可以看出我们的采集工具具有较好的可用性和精确性，可以作为并行计算模型参数动态采集分析工具中一个重要的组成部分。