異構系統(tǒng)體系結構：原理、模型及應用

定　價：￥59.00

作　者：	[美] 胡文美（Wen-mei W.Hwu）著，方娟蔡旻譯
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：	計算機科學叢書
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111606697	出版時間：	2018-09-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	160	字數(shù)：

內容簡介

　　本書為我們呈現(xiàn)了異構系統(tǒng)架構（HSA）的關鍵技術、實現(xiàn)方法和案例應用。首先回顧異構并行處理的發(fā)展進程、相關問題，分析HSA相對于其他技術的優(yōu)勢。之后深入探討了運行時、內存模型、隊列、上下文交換、架構隊列語言、模擬器、工具鏈等問題。后選取三個實際案例，基于C++應用程序，說明了HSA如何能夠顯著提升程序性能。

作者簡介

　?。鹤髡吆喗椋汉拿溃╓en-mei W. Hwu） MulticoreWare公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO，現(xiàn)任美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校（UIUC）電氣與計算機工程系教授，兼任并行計算研究中心（Microsoft和Intel聯(lián)合資助）首席科學家，以及全球CUDA卓越中心（NVIDIA資助）首席研究員。胡教授是IEEE和ACM會士，在編譯器設計、計算機體系結構、微體系結構和并行計算方面貢獻卓著。：譯者簡介：方娟北京工業(yè)大學計算機學院教授，計算機系統(tǒng)結構系主任。長期從事計算機體系結構領域的教學和科研工作，近年來致力于異構多核體系結構的研究。

圖書目錄

出版者的話

譯者序

推薦序

前言

作者簡介

第1章　引言 1

第2章　HSA 概述 5

2.1　GPU計算簡史：HSA解決的問題 5

2.2　HSA的支柱 9

2.2.1　HSA內存模型 9

2.2.2　HSA排隊模型 9

2.2.3　HSAIL虛擬ISA 10

2.2.4　HSA上下文切換 10

2.3　HSA規(guī)范 10

2.3.1　HSA平臺系統(tǒng)體系結構規(guī)范 10

2.3.2　HSA運行時規(guī)范 10

2.3.3　HSA程序員參考手冊—HSAIL SPEC 11

2.4　HSA軟件 11

2.5　HSA基金會 12

2.6　小結 13

第3章　HSAIL——虛擬并行ISA 14

3.1　引言 14

3.2　編譯流程示例 15

3.3　HSAIL執(zhí)行模型 16

3.4　HSAIL指令集簡介 17

3.4.1　原子操作 18

3.4.2　寄存器 18

3.4.3　分段 19

3.4.4　波前和通道 20

3.5　HSAIL機器模型和配置文件 21

3.6　HSAIL編譯流程 22

3.7　HSAIL編譯工具 23

3.7.1　編譯器框架 23

3.7.2　CL離線編譯 24

3.7.3　HSAIL匯編器/反匯編器 25

3.7.4　ISA和機器碼匯編器/反匯編器 25

3.8　小結 25

第4章　HSA運行時 26

4.1　引言 26

4.2　HSA核心運行時API 28

4.2.1　運行時的初始化和關閉 28

4.2.2　運行時的通知 29

4.2.3　系統(tǒng)和HSA代理信息 29

4.2.4　信號 30

4.2.5　隊列 31

4.2.6　體系結構排隊語言 31

4.2.7　內存 32

4.2.8　代碼對象和可執(zhí)行文件 34

4.3　HSA運行時擴展 35

4.3.1　HSAIL 終止化 35

4.3.2　圖像和采樣器 35

4.4　小結 37

參考文獻 38

第5章　HSA 內存模型 39

5.1　引言 39

5.2　HSA內存結構 40

5.2.1　分段 41

5.2.2　平面尋址 42

5.2.3　共享虛擬尋址 42

5.2.4　所有權 43

5.2.5　圖像內存 43

5.3　HSA內存一致性基礎 43

5.3.1　背景：順序一致性 44

5.3.2　背景：沖突和競爭 45

5.3.3　單一內存范圍的HSA內存模型 45

5.3.4　多個內存范圍的HSA內存模型 48

5.3.5　內存段 51

5.3.6　匯總：HSA競爭自由 51

5.3.7　附加觀察和注意事項 52

5.4　HSA內存模型中的高級一致性 52

5.4.1　松弛原子 52

5.4.2　所有權和范圍界限 54

5.5　小結 54

參考文獻 55

第6章　HSA 排隊模型 56

6.1　引言 56

6.2　用戶模式隊列 56

6.3　體系結構排隊語言 59

6.3.1　包的類型 60

6.3.2　創(chuàng)建數(shù)據(jù)包 63

6.4　包的提交與調度 64

6.5　小結 70

參考文獻 70

第7章　編譯器技術 71

7.1　引言 71

7.2　C++ AMP簡介 71

7.2.1　C++ AMP array_view 73

7.2.2　C++ AMP parallel_for_each或內核調用 73

7.3　將HSA作為編譯器目標 74

7.4　將關鍵的C++ AMP構造映射到HSA 75

7.5　C++ AMP編譯流程 77

7.6　編譯生成的C++ AMP代碼 78

7.7　C++ AMP中平鋪的編譯器支持 80

7.7.1　劃分計算域 81

7.7.2　指定地址空間和屏障 81

7.8　內存段注釋 82

7.9　針對HSA的通用C++ 84

7.10　平臺原子的編譯器支持 86

7.11　新建/刪除操作符的編譯器支持 91

7.11.1　實現(xiàn)具有平臺原子性的新建/刪除操作符 92

7.11.2　將新建/刪除返回的地址提升到全局內存段 94

7.11.3　基于等待 API /信號HSAIL指令改進新建/刪除操作符 94

7.12　小結 96

參考文獻 96

第8章　應用用例：平臺原子性 97

8.1　引言 97

8.2　HSA中的原子性 98

8.3　任務隊列系統(tǒng) 100

8.3.1　靜態(tài)執(zhí)行 100

8.3.2　動態(tài)執(zhí)行 101

8.3.3　HSA任務隊列系統(tǒng) 101

8.3.4　評估 104

8.4　廣度優(yōu)先搜索 107

8.4.1　傳統(tǒng)實現(xiàn) 109

8.4.2　HSA實現(xiàn) 110

8.4.3　評估 112

8.5　數(shù)據(jù)布局轉換 113

8.5.1　使用PTTWAC算法進行SoA-ASTA轉換 115

8.5.2　PTTWAC的HSA實現(xiàn) 116

8.5.3　評估 116

8.6　小結 118

致謝 118

參考文獻 118

第9章　HSA模擬器 120

9.1　在Multi2Sim中模擬HSA 120

9.1.1　引言 120

9.1.2　Multi2Sim-HSA 121

9.1.3　HSAIL 宿主機 HSA 122

9.1.4　HSA 運行時 124

9.1.5　仿真器設計 124

9.1.6　日志與調試 125

9.1.7　Mulit2Sim-HSA路線圖 126

9.1.8　安裝與支持 126

9.2　HSAemu仿真HSA 127

9.2.1　引言 127

9.2.2　建模的HSA組件 128

9.2.3　HSAemu的設計 129

9.2.4　多線程HSA GPU仿真器 131

9.2.5　剖析、調試與性能模型 132

9.3　softHSA模擬器 133

9.3.1　引言 133

9.3.2　高層次設計 133

9.3.3　創(chuàng)建與測試模擬器 134

9.3.4　使用LLVM HSA模擬器進行調試 135

參考文獻 137

索引 139