一种ARM处理器面向高性能计算的性能评估

摘要

为探索ARM架构在高效能"绿色计算"领域中,面向高性能计算的应用价值,对一款ARM指令集处理器进行性能评估,并将其与主流商用处理器Intel Xeon进行性能对比.在微架构上,测试了该处理器的浮点数计算能力、访存带宽及延迟.实验结果显示,该处理器的双精度浮点计算能力约为475 GFLOPS,相较于Xeon E5-2680v3,低了33％,访存带宽约为105 GB/s,优于Xeon平台.在应用层面,选取4个高性能计算领域的典型应用,包含Stencil并行计算方法等,在该处理器实现移植和编译,并采用线程绑定的运行方法,提升缓存局部性,优化计算性能.实验结果显示,ARM指令集处理器的应用移植简单,其优化思路与主流商用处理器(如Intel Xeon)类似,但在计算密集和随机访存型应用上存在提升空间,在Stencil应用上性能近似,结合低功耗特点,在"绿色计算"领域具有竞争力.后续将持续基于最新的ARM指令集芯片做相关研究.