整體式結合迴圈與資料轉換以提升陣列資料區域性

Abstract

今日高效能的電腦都大量的採用多層記憶體階層的概念。在這些機器上，存取相鄰的記憶體位置將比存取距離較遠的記憶體位置來的快速。因此鼓勵設計者去改變程式記憶體參考的樣式來增加存取相鄰記憶體位置的機會。人工來重新排列程式碼需要清楚的了解機器的架構，是緩慢而且容易出錯的工作，同時也減少了程式的可移植性。因此，使用編譯器來幫助重新排列程式碼是非常值得研究的課題，特別是針對那些有規則資料存取的程式。 在這篇論文裡，我們提出了一個整體式結合迴圈與資料轉換的方法來提升資料區域性，基於一個新的區域性模型與簡單的線性代數的技巧。我們提出的區域性模型使用記憶體參考的距離來作量化區域性的標準。對於迴圈內陣列特性我們以跨距向量來表示。然後一個成本的函數就可以從跨距向量導出，以評估程式內不同的陣列參考特性。 模擬的結果顯示我們提出來的方法比純粹迴圈或純粹資料的方法有改善。而且這個整體式的考量也比過去的區域考量來的有進步。