面向天河新一代超算系统通用处理器的性能分析工具集

作     者：冯文韬 栾钟治 杨海龙 钱德沛 FENG Wen-Tao;LUAN Zhong-Zhi;YANG Hai-Long;QIAN De-Pei

作者机构：北京航空航天大学计算机学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(62072018)资助 

出 版 物：《计算机学报》 (Chinese Journal of Computers)

年 卷 期：2024年第47卷第2期

页      码：423-440页

摘      要：天河新一代超算系统是继天河2号后天河系列的新一代超算系统.该系统拟采用通用处理器配合加速器的混合异构架构,其中通用处理器采用ARM架构.目前,面向ARM架构处理器的性能分析工具仍不够完善,而面向新一代超算的性能分析工具更是较为匮乏,实用性和效率还难以满足编程人员的需求.本文针对天河新一代超算系统的通用处理器,设计开发了一套性能分析工具集,包含缓存冲突检测、伪共享检测和内存缺陷检测三个子工具.工具集可以在天河新一代超算系统的普通用户权限下分析系统单节点内以及数据并行性较高的多节点程序的性能问题,并可以解决程序的内存问题.本文使用min-write、缓存行对齐填充、线程访问隔离等多种性能优化策略来提高工具性能,采用以上策略的工具的运行时间可至多减少至原先的1/20,同时使用新颖的红区检测法和红区隐藏与恢复机制来降低工具报告的假错误率.本文还开发了配套的可视化界面,使用户可以对程序的性能分析数据进行可视化的分析和处理,提高了工具的实用性和易用性.工具对程序执行带来的额外时间开销是40~100倍,额外内存开销是100~200倍,正确性和实用性得以保证,可以提高天河新一代超算系统的编程效率和程序性能.

主 题 词：性能分析工具 天河新一代超算系统 伪共享检测 内存缺陷检测 程序优化 

学科分类：08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11897/SP.J.1016.2024.00423

馆 藏 号：203125848...