可编程性的崛起——从高级语言到嵌入式异构系统

《ACM Transactions on Embedded Computing Systems》：The RISE of Programmability – From a High-Level Language to an Embedded Heterogeneous System

　　

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异构计算已成为提高性能和能效的关键范式。虽然完全定制的加速器在其设计的应用程序中能够取得最佳效果，但在性能和能效方面，可编程加速器在这些优势与多应用领域的适用性之间取得了平衡。然而，这样的系统本质上很难编程。它们通常通过低级编程接口使用命令式语言进行编程，需要深入了解底层架构细节。对于能够充分利用这些系统处理能力的领域科学家来说，编程模型中缺乏抽象性使得学习曲线变得不必要地陡峭。

在本文中，我们通过系统地扩展领域特定的编程语言Rise及其编译器Shine来解决具有可编程加速器的异构嵌入式系统的可编程性问题，以一个示例性的边缘计算异构平台（PULP）为例。最终，Rise使程序员能够用“计算什么”来表达问题，而Shine则优化表达式并将其编译为目标平台原生语言。我们将我们的方法与测试平台的原生编程模型（C）以及其他针对嵌入式异构硬件的著名解决方案进行了评估。我们的结果显示，我们的方法在性能上可与竞争方法相媲美，同时提供了更简洁明了的编程模型。

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