分散式記憶體多處理機的平行編譯系統

Abstract

分散式記憶體多處理機(Distributed-Memory Multiprocessor System)系統因為其擴展性(Scalibility)較 佳,在尋求更高運算速度的競賽上較共享記憶體 多處理機系統(Shared-Memory Multiprocessor System)更具 優勢.而為了充分利用平行機器,設計一轉換程式 將循序程式轉換成平行程式及設計平行編譯系統 便成為近十年來重要的研究方向.一套完整的編譯系統相當龐大,所以本計畫全程 預計以兩年的時間,以提高系統效能為目的,考慮 在分散式記憶體多處理機系統上編譯傳統語言時 ,各項關鍵技術之設計原則及製作方式.這些關鍵 技術包含資料分配(Data Allocation),程式切割(Program Partition),迴圈排程(Loop Scheduling),行程配置(ProcessAllocation),通訊原則,通訊常式(Communication Routines) 製作及平行碼產生(Parallel Code Generation)等.本計畫第一年預計參考國內外最新研究成果,設 計編譯系統中與機器無關的程式轉換(Program Transformation)部分,以求兼具創新與實用之功能.第 二年再根據第一年的成果,挑選一種較具潛力之 分散式記憶體多處理機系統加以研究,並設計其 平行編譯系統中其餘之部分.適當的安排陣列儲存位址可減少程式中所需之通 訊次數,因而減少程式的執行時間.因此在第一年 我們預計以改進資料配置方法為出發點,重新考 慮平行編譯系統中各項關鍵技術之設計原則及方 法.當與資料配置方法合併考慮時,程式切割的方法 即有更多種選擇.我們計畫分析資料分配與程式 切割等因素整合考慮的可能性及複雜度,並提出 一合理的解答.良好的資料配置方法能減少通訊 次數,但也有可能降低程式的平行度.如何將資料配置與迴圈排程合併考慮,以求得一平衡點也是 此一年度研究的目標.第一年度的預期成果為一個能將資料配置,程式 切割,及迴圈排程整合考慮的方法.這是編譯系統 中程式轉換之部分.在第二年研究工作中,我們預計評估現有平行架 構之優缺點,未來潛力及使用容易度等原則,選擇 一種為本計畫之目標機器,繼續設計平行編譯系 統中機器有關之部分.決定目標機器後,我們預計根據目標機器上聯結(Interconnection)方式的特性,規畫其上之行程配置( ProcessAllocation),通訊原則,及通訊常式種類並考慮 此階段可能之最佳化(Optimization)方法以減少系統 間通訊的個數.