Design and evaluation of a task-based parallel H.264 video encoder for the Cell processor Σχεδιασμός και αξιολόγηση μιας παράλληλης εφαρμογής συμπίεσης βίντεο Η.264 με καταμερισμό υπολογισμών για τον επεξεργαστή Cell
View file
- Link:
- http://elocus.lib.uoc.gr/dlib/9/6/5/metadata-dlib-74261ff55e52c5cd94536ef00be8b48d_1278667961.tkl
- Digital library:
-
Πανεπιστήμιο Κρήτης - E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο
- Collection:
-
Elocus
- Subjects
- Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Αξιολόγηση Απόδοσης Cell broadband engine Multicore processors Performance Evaluation Video H.264
- Description:
- Μοντέρνοι πολυπύρηνοι επεξεργαστές με ρητά διαχειριζόμενες τοπικές μνήμες, όπως ο επεξεργαστής Cell Broadband Engine (Cell),
αποτελούν από πολλές απόψεις ένα σημαντικό σημείοστην σχεδίαση επεξεργαστών για υψηλές επιδόσεις. Ο εν λόγω επεξεργαστής, από την μία πλευρά προσφέρει υψηλές επιδόσεις σε συγκεκριμένες εφαρμογές και
από την άλληπλευρά απαιτεί εκτεταμένες τροποποιήσεις στην εφαρμογή. Σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε την εφαρμογή c264 για τον επεξεργαστή Cell. Η εφαρμογή c264 αποτελεί μια πλήρη υλοποίηση για συμπίεση
βίντεο. Η.264, βασισμένη στη βιβλιοθήκη ανοικτού λογισμικού x264. Η υλοποίηση μας επιτυγχάνει επιτάχυνση 4.5x σε έξι synergistic processing elements (SPEs), σε σύγκριση μετη σειριακή εκτέλεση της
εφαρμογής στην κεντρική επεξεργαστική μονάδα power processing element (PPE). Η υλοποίηση μας λαμβάνει υπόψιν όλα τα κομμάτια της συμπίεσης και αποκαλύπτει συναφείς περιορισμούς. Η εφαρμογή c264 είναι
αποτέλεσμα ανασχεδιαμσού της αρχικής εφαρμογής x264, ώστε να επιτύχουμε παραλληλοποίηση με λεπτό καταμερισμό υπολογισμών μεταξύ εργασιών για να αντιμετωπίσουμε το μικρό μέγεθος της τοπικής μνήμης των
SPEs και στην αλλαγή των κοινών δομών λόγω της μη συνεκτικής μνήμης του επεξεργαστή Cell. Η ανάλυση μας επιτρέπει να εντοπίσουμε τους κύριους περιορισμούς για την περαιτέρω κλιμάκωση της παράλληλης
συμπίεσης βίντεο. Η.264 για μελλοντικούς επεξεργαστές πολλών πυρήνων: (Α) η επιβάρυνση για τη διαχείριση των εργασίων μπορεί να προκαλέσει μεγάλη μείωση επιδόσεων κεντρικού επεξεργαστή, (Β) σύνθετη
ροή ελέγχου στονκώδικα περιορίζει τον βαθμό του διαθέσιμου παραλληλισμού, και (Γ) μικρές on-chip μνήμες περιορίζουν την επικάλυψη της επικοινωνίας με τον υπολογισμό. Modern multi-coe processors with explictly managed local memories, such as the Cell Broadband Engine (Cell) constitute in
many ways a significant departure from traditional high performance CPU designs. Such CPUs, on one hand bear the potential of higher performance in certain application domains and on the other hand
require extensive application modifications. We design and implement x264, a complete H.264 video encoder for the Cell processor, based on an open source H.264 library, c264. Our implementation
achieves speedups of 4.5x on six synergistic processing elements (SPEs), compared to the serial version running on the power processing element (PPE). Our work considers all parts of the encoding
process and reveals related limitations. x264 constitutes an extensive redesign of the original c264 code to employ fine-grain parallelization to cope with the small size of the local memory in the
SPEs and achieve replication and privatization of shared data structures due to the non-coherent Cell architecture. Our analysis allows us to identify the main limitations for further scaling H. 264
video encoding on future multi-cores: (a) overheads for task management cause a heavy burden on the single master processor, (b) complex control flow in the code limits effective parallelism, and (c)
small on-chip memories limit the overlap of communication and computation.
- Creator:
- Αλβάνος, Μιχαήλ Νικολάου
- Contributor:
- Μπίλας, Άγγελος
- Language
- eng
- Format
- xi, 36σ. : εικ. ; 30 εκ.
- Rate it :
-
- Access:
- Instructions in case access is denied
No Comments. Share your comments
All fields are necessary. Your email will appear in the page. It is used only for security reasons!