软件学报

作者：闫昊，刘芳芳，马文静，陈道琨

单位：闫昊，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;中国科学院大学, 北京 10004911,刘芳芳，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室 (中国科学院 软件研究所), 北京 10019002,马文静，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室 (中国科学院 软件研究所), 北京 10019003,陈道琨，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;中国科学院大学, 北京 10004904

关键词：矩阵乘法;缓存;分块算法;优化;数据预取

基金：国家重点研发计划（2020YFB0204601）

稠密矩阵乘法（GEMM）是很多科学与工程计算应用中大量使用的函数，也是很多代数函数库中的基础函数，其性能高低对整个应用往往有决定性的影响.另外，因其计算密集的特点，矩阵乘法效率往往也是体现硬件平台性能的重要指标.针对国产申威1621处理器，对稠密矩阵乘法进行了系统性地优化.基于对各部分开销的分析，以及对体系结构特点与指令集的充分利用，对DGEMM函数从循环与分块方案，打包方式，核心计算函数实现，数据预取等方面进行了深入优化.此外，开发了代码生成器，为不同的输入参数生成不同版本的汇编代码和C语言代码，配合自动调优脚本，选取最佳参数.经过优化和调优，单线程DGEMM性能达到了单核浮点峰值性能的85%，16线程DGEMM性能达到16核浮点峰值性能的80%.对DGEMM函数的优化不仅提高了申威1621平台BLAS函数库性能，也为国产申威系列多核处理器上稠密数据计算优化提供了重要参考.

来源：2023年第7期

《软件学报》期刊编辑部

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