高通量視頻編碼應(yīng)用的特征分析.pdf

1、數(shù)十年來，計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)一直在不停的演化和發(fā)展著，而來自上層的應(yīng)用需求則是一個重要的驅(qū)動來源。隨著一些新興應(yīng)用的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的高性能通用處理器已經(jīng)難以發(fā)揮其功效，因此，針對特定應(yīng)用的專用處理器成為近年來的發(fā)展趨勢。本文針對一類重要的應(yīng)用領(lǐng)域展開研究工作:面向高通量計算的處理器體系結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計。與傳統(tǒng)的高性能計算不同，高通量計算并不追求單個程序的最佳性能，而是力求在一段相當(dāng)長的時間內(nèi)達(dá)到較高的任務(wù)吞吐量。高通量計算常常被用在大型的

2、數(shù)據(jù)中心，用來為客戶提供持續(xù)的、高負(fù)載服務(wù)，包括眾多的應(yīng)用領(lǐng)域:視頻編解碼，商業(yè)文本處理，大型事務(wù)處理等等。本文針對其中一個典型的應(yīng)用——視頻編碼進(jìn)行研究，分析典型的視頻編碼器所具有的行為特征，并據(jù)此給出相應(yīng)的處理器體系結(jié)構(gòu)設(shè)計建議。
　　 論文的主要研究內(nèi)容和成果包括以下幾個方面:(1)分析了三個主流的視頻編碼器（xvid、x264和vp8）所具有的階段性特征，并提出針對程序中核心模塊進(jìn)行加速的設(shè)計方案。(2)構(gòu)造了一個多功能

3、的視頻編碼程序包以用于后續(xù)的分析和評估。該程序包被設(shè)計成三層，第一層是原始的完整編碼器，第二層是從原始編碼器中提取出的核心模塊，第三層是原始編碼器的裁減版本。(3)引入一個簡單的分析模擬工具，并用其詳盡的分析了所構(gòu)造的程序包，通過提取出編碼程序的行為特征來評估其對對下層處理器的影響以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計需求，同時給出了一些有用的指導(dǎo)建議。
　　 本文的研究工作是一個從應(yīng)用到結(jié)構(gòu)的自頂向下的設(shè)計過程，這一方法為專用處理器體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計