針對(duì)多媒體應(yīng)用的SIMD編譯優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)多媒體應(yīng)用逐漸成為計(jì)算領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。為了獲得更為卓越的性能，幾乎所有的通用處理器生產(chǎn)廠商都為他們的處理器集成了一個(gè)或多個(gè)多媒體指令擴(kuò)展部件。針對(duì)多媒體應(yīng)用的核心代碼往往具有并行性高、計(jì)算精度要求低的特點(diǎn)，這些多媒體擴(kuò)展部件往往以通用處理器已有的計(jì)算資源為基礎(chǔ)，通過(guò)一系列整合，以向量部件的形式出現(xiàn)。相應(yīng)的擴(kuò)展指令集則以單指令多數(shù)據(jù)(SingleInstructionMultiData)的向量指令為主，由于這些擴(kuò)展指令集主要針對(duì)多媒

2、體應(yīng)用，我們稱(chēng)其為“多媒體擴(kuò)展指令集”(MultimediaExtensionInstructionl，對(duì)應(yīng)的計(jì)算部件我們稱(chēng)為“多媒體擴(kuò)展部件”。 多媒體擴(kuò)展指令集的出現(xiàn)，給提升多媒體應(yīng)用的性能帶來(lái)了美好的前景，然而如何充分利用這些多媒體擴(kuò)展指令加速多媒體應(yīng)用，還有很多尚未解決的問(wèn)題。在多媒體擴(kuò)展指令出現(xiàn)以后的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，程序員只能通過(guò)編譯器有限的支持來(lái)使用各種多媒體擴(kuò)展指令，例如通過(guò)嵌入?yún)R編代碼，或者使用編譯器提供的內(nèi)部函

3、數(shù)(intrinsicfunction)等手段在代碼中顯式地使用多媒體擴(kuò)展部件的指定計(jì)算功能。這些手段的使用，一方面要求程序員深入了解多媒體擴(kuò)展部件的體系結(jié)構(gòu)，并且具備基本的向量化程序開(kāi)發(fā)能力，大大提高了多媒體程序開(kāi)發(fā)的難度；另．．方面，由于不同處理器生產(chǎn)廠商的多媒體擴(kuò)展指令各不相同，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了程序的可移植性。為了解決這些問(wèn)題，我們有必要增強(qiáng)編譯器對(duì)多媒體擴(kuò)展指令集的支持，使得編譯器能夠使用多媒體擴(kuò)展指令自動(dòng)優(yōu)化高級(jí)語(yǔ)言

4、編寫(xiě)的應(yīng)用程序。我們稱(chēng)編譯器的這種優(yōu)化為“針對(duì)多媒體擴(kuò)展指令集的編譯優(yōu)化”，簡(jiǎn)稱(chēng)為“SIMD編譯優(yōu)化”。 最近幾年在SIMD編譯優(yōu)化領(lǐng)域，取得了一些成果，少數(shù)商業(yè)編譯器如(ICC8．0)已經(jīng)能夠?qū)€(gè)別多媒體程序?qū)嵤┯行У膬?yōu)化。然而，編譯器自動(dòng)優(yōu)化的程序和手工優(yōu)化的程序還是存在很大的性能差距，完全依賴編譯器進(jìn)行高效率的SIMD優(yōu)化還需要做一些努力。本文在以下幾個(gè)方面給出了創(chuàng)新性的研究。 ·針對(duì)多媒體應(yīng)用中出現(xiàn)的一階線性遞歸