CPU/GPU异构多核虚拟执行环境框架的设计与实现

近几年来，拥有着强大并行处理能力的GPU(Graphic Process Unit)得到了飞速的发展，从而也使得CPU/GPU的架构越来越流行。目前除了使用显式的编程方法比如NVIDIA提供的CUDA(Compute Unified Device Architecture)以及AMD的Stream SDK外，我们并无其它方式来挖掘GPU的并行处理能力。然而在使用显式编程的过程中我们也会碰到重写源代码的耗时问题跟二进制不兼容性问题。为了解决重写源代码的耗时跟二进制不兼容性问题，本文的研究目的是通过扩展自主研发的多源多目标的动态二进制翻译系统Crossbit来提供一种虚拟执行环境，既能有效地解决重写源代码的问题，亦能自动地使用GPU的强大并行处理能力。最终使得部分的计算密集型应用获得5-8倍的性能提升。本文的主要创新点和意义在于:1)提出一种适合于计算密集型应用的虚拟执行环境，有效地屏蔽了使用显式编程去重写源代码来使用GPU的问题；2)利用二进制分析技术与多面体模型提取二进制可执行程序中的可并行部分，为之后的GPU加载并执行这些可并行部分提供了准确的定位；3)通过挖掘GPU的强大并行处理能力，有效地提高了计算型密集型应用的性能。