计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(5) :1121-1135.DOI:10.7544/issn1000-1239.202110943

基于图神经网络的OpenCL程序自动优化启发式方法

Automatic Optimization Heuristics Method for OpenCL Program Based on Graph Neural Network

叶贵鑫 张宇翔 张成 赵佳棋 王焕廷
计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(5) :1121-1135.DOI:10.7544/issn1000-1239.202110943

基于图神经网络的OpenCL程序自动优化启发式方法

Automatic Optimization Heuristics Method for OpenCL Program Based on Graph Neural Network

叶贵鑫 1张宇翔 2张成 赵佳棋 王焕廷
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作者信息

  • 1. 西北大学信息科学与技术学院 西安 710127
  • 2. 陕西省无源物联网国际联合研究中心(西北大学) 西安 710127
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摘要

物联网的发展与普及促使计算机异构架构迅速发展,开放运算语言(open computing language,OpenCL)作为首个跨平台异构并行计算框架,具有标准化、可移植性等优点,但因不同平台下软硬件的复杂性和多样性,使OpenCL在性能上的移植性存在一定的缺陷.现有的方法通过深度学习构建优化模型来提高程序运行效率,但所构建的预测模型仅考虑代码的顺序依赖关系,忽略了语法语义信息,导致代码优化效果不明显.为解决上述问题,提出了一种基于多关系图神经网络的OpenCL程序自动优化启发式方法.该方法首先把OpenCL代码转换成多关系代码图,能够提取代码的深度结构与语法语义特征;然后利用改进后的图神经网络模型,将构建的代码图编码为高维的特征向量;最后使用决策网络完成任务预测.为验证方法的有效性,分别在异构设备映射和线程粗化因子预测2个任务上进行实验评估.结果表明,在异构设备映射任务中,最优设备预测准确率能够达到88.7%,相较于现有最先进的方法,加速比可提高7.6%;在线程粗化任务中,加速比相较于现有最优的方法可提高5.2%.

关键词

启发式优化/图网络/OpenCL/深度学习/异构设备

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基金项目

国家自然科学基金(62102315)

国家自然科学基金(61972314)

陕西省国际合作项目(2021KW-04)

陕西省国际合作项目(2020KWZ-013)

出版年

2023
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
被引量2
参考文献量2
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