软件学报

作者：孙乔，黎雷生，赵海涛，赵慧，吴长茂

单位：孙乔，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019011,黎雷生，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019002,赵海涛，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019003,赵慧，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019004,吴长茂，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019005

关键词：任务并行框架;并行计算;嵌套并行算法;SWAN;SW26010众核CPU

基金：中国科学院战略性先导科技专项（C类）（XDC01030200）

任务并行是并行程序设计的基础设计模式.但由于算法本身的复杂性及目标平台的特殊性，设计实现高效率的任务并行程序对程序员来说往往充满挑战.基于新兴的SW26010众核CPU，提出了支持任务嵌套并行模式的通用运行时框架SWAN.SWAN对任务并行程序的实现提供了高层次的抽象，使程序员能够专注于算法逻辑本身而提高开发效率.在性能方面，SWAN框架对诸多共享资源进行了细粒度的划分，从而有效地避免了众多线程间对共享资源的高强度争用.充分利用平台的高速访存机制、高速可控缓存和原子操作等特性，对SWAN框架的核心数据结构进行优化设计以降低其本身的性能开销.SWAN还具备动态负载均衡能力，使各个处理器核心的资源得以充分利用.基于SWAN框架，在目标平台上实现了若干典型的具有递归特性的嵌套并行算法，包括N-皇后问题、二叉树遍历、快速排序和凸包求解.实验结果表明，这些通过使用SWAN框架得以并行化的算法相对于其串行版本取得了4.5~32倍的加速，充分说明了SWAN框架具有较高的实用性及性能.

来源：2021年第8期

《软件学报》期刊编辑部

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