CSR---AES: Program Phase Detection and Exploitation

CSR---AES:程序相位检测和利用

基本信息

  • 批准号:
    0509270
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-07-01 至 2010-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Studies of application behavior reveal the nested repetition of large and small program phases, with significant variation among phases in such characteristics as memory reference patterns, memory and energy usage, I/O activity, and occupancy of micro-architectural resources. Reliably predicting and exploiting phased behavior can allow an advanced execution system to allocate resources in a way that better matches program needs, or to transform programs so that their needs better match the available resources. This project will develop the technology required to accurately detect and exploit phased behavior in a wide range of applications. Specifically, the project will combine hardware and run-time monitoring mechanisms, off-line trace analysis, and profile driven adaptation. The proposed research will evolve a more general-purpose suite of detection mechanisms, comparing alternative approaches and reconciling conflicting indications of phase boundaries. Once program phases have been detected and marked, the proposed research will investigate three principal techniques to optimize program performance. Data reorganization will improve memory hierarchy performance by reducing latency and increasing effective memory bandwidth. In particular, phase-based array regrouping and structure splitting will allow applications to better utilize the cache and minimize direct access to memory. The system will include a compiler for program transformation and a run-time monitoring system based on advanced hardware support.Scheduling and task assignment will serve to minimize load imbalance and communication bandwidth requirements. Relative loads among processes in data-parallel applications commonly vary from one phase to the next. Characterization of these loads will enable both static and dynamic load balancing. Identification of memory reference patterns will also allow locality-sensitive assignment of tasks, thereby increasing CPU utilization while decreasing bandwidth requirements. I/O prefetching will exploit phase-specific patterns of access to disk data, thereby improving disk utilization and minimizing time lost waiting for I/O. Profile-driven algorithms will build on the PIs' prior work in on-line content delivery. The proposed techniques will be incorporated into popular run-time systems.
应用程序行为的研究揭示了嵌套重复的大,小程序阶段,与显着的变化阶段之间的内存引用模式,内存和能源的使用,I/O活动,占用微架构资源等特征。可靠地预测和利用分阶段行为可以允许高级执行系统以更好地匹配程序需求的方式分配资源,或者转换程序,使得它们的需求更好地匹配可用资源。该项目将开发在广泛的应用中准确检测和利用分阶段行为所需的技术。具体来说,该项目将结合联合收割机硬件和运行时监控机制、离线跟踪分析和配置文件驱动的适应。 拟议的研究将发展一个更通用的检测机制套件,比较替代方法和协调相边界的冲突指示。一旦程序阶段已被检测和标记,拟议的研究将调查三个主要技术,以优化程序的性能。数据重组将通过减少延迟和增加有效内存带宽来提高内存层次结构的性能。特别是,基于相位的阵列重组和结构拆分将允许应用程序更好地利用该高速缓存并最小化对内存的直接访问。该系统将包括一个用于程序转换的编译器和一个基于先进硬件支持的运行时监控系统,调度和任务分配将有助于减少负载不平衡和通信带宽需求。在数据并行应用程序中,进程之间的相对负载通常从一个阶段到下一个阶段是不同的。这些负载的特性将支持静态和动态负载平衡。内存引用模式的识别还将允许对任务的位置敏感的分配,从而增加CPU利用率,同时降低带宽要求。I/O预取将利用特定于阶段的磁盘数据访问模式,从而提高磁盘利用率并最大限度地减少等待I/O的时间损失。 配置文件驱动的算法将建立在PI在在线内容交付方面的先前工作基础上。所提出的技术将被纳入流行的运行时系统。

项目成果

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    RTI-2022-00119
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    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
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知道了