[工学]2009并行计算与多核程序设计01-02多核技术导论.ppt

并行计算与多核程序设计理论课0 课程概述 教材 多核计算与程序设计，周伟明，华中科技大学出版社 多核程序设计，陈天洲等，清华大学出版社， 2007年8月 多核程序设计技术-通过软件多线程提升性能,电子工业出版社,2007年3月 课件、工具、录像、代码、答疑 资源网站 仅限校内 随着课程更新 /eln/200805131515180671/index.jsp?cosid=1423 答疑 时间：周五上午 地点：曹西404 教学计划 实验环境 地点：曹西501 硬件：英特尔双核酷睿2 软件： Visual studio 2003/2005 Intel C++ compiler 11.0.069 C toolkit 3.2.017 Intel Math Kernel Library MKL 15 Thread Profiler 3.1 for Windows Integrated Performance Primitives (IPP) 63; Math Kernel Library MKL 15; TBB 2.1.009 Thread Check 3.1.009 trace 7.2.011 vtune 9.1 Parallel Studio 1.0 (Parallel Composer, Parallel Inspector, Parallel Amplifier, Parallel Advisor Lite), 2009年5月26日推出 学完本课程的结果 学会如何编写多核计算机上的软件 多个处理器运行你的程序 学会如何评价一个多核软件 在不同核上充分利用硬件资源 学会如何多核优化 对一个单核程序，能编出多核程序，能充分优化 学会多核硬件的评价 知道软件是怎么在多核硬件上跑 扩大处理器视野 了解各种处理器以及在这些硬件上编程的差异 有2.5学分的成绩 上机考试，以时间定成绩 并行计算与多核程序设计理论课1-2 多核技术导论 微处理器 1971年，第一款微处理器4004 1978年，英特尔公司8086 1979年，英特尔公司又开发出了8088 1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机 1982年，英特尔公司研制出了80286微处理器 1985年10月17日，英特尔80386 DX正式发布 1989年，英特尔推出80486芯片 1993年，新一代586 CPU问世 1996年底，多能奔腾Pentium MMX 1998年，奔腾二代Pentium II 、至强Xeon、赛扬Celeron 1999年春，英特尔公司Pentium III奔三 2000年，英特尔公司Pentium 4，奔四 -------------以下为本课程关注的时代---------------------------- 2002年，英特尔超线程技术（HT，Hyper-Threading） ，预告多核时代 2005年4月18日，英特尔全球同步首发奔腾D处理器（双芯片方案） 2005 年4月21日， AMD 推出了双核速龙? 64 X2处理器（双核） 2006年7月27日，英特尔推出酷睿2：英文Core 2 Duo 2009年9月，至强六核 2009年10月，酷睿i7 汇编指令集变化 提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力 MMX 57条多媒体指令 SSE Streaming SIMD Extensions 3D NOW! 3D加速指令集 怎么利用这些指令 用专业编译器 2009年必威体育精装版SSE4.2 4.1包括47条指令，4.2包括7条指令。 4.2增加两类汇编：STTNI(STring Text New Instructions)和ATA(Application Targeted Accelerators) 加速XML文本的字符串操作、存储校验 XML的解析速度最高是原来的3.8倍。 这就是为什么office2007采用XML，运行在新处理器上速度快？ 多核概念 单芯片多处理器（Chip multiprocessors，简称CMP） CMP是由美国斯坦福大学提出的 将大规模并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一芯片内，各个处理器并行执行不同的进程 CMP vs SMT SMT处理器结构的灵活性比较突出 当半导体工艺进入0.18微米以后，线延时已经超过了门延迟，要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行 由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计，每个核都比较简单，有利于优化设计，因此更有发展前途 2 多核技术是处理器发展的必然 推动微处理器性能不断提高的因素 半导体工艺技术的飞速进步 体系结构的不断发展 这两个因素相互影响，相互促进 工艺和电路技术的