对角线稀疏矩阵的SpMV自适应性能优化

• 作者: 孙相征 张云泉 李焱 王婷 袁良
• 来源期刊: 计算机研究与发展
• 学科: 工学
• 关键词: CRSD 自适应性能优化SpMV 对角线格式 对角线稀疏矩阵 GPU 科学应用
• 年，卷（期）: 2013,（3）
• 所属期刊栏目: 算法理论
• 页码范围: 648-656
• 页数: 9页
• 分类号: TP311
• 字数: 5708字
• 语种: 中文

摘要

稀疏矩阵向量乘(SpMV)是科学计算中常用的内核之一,其运行速率跟非零元分布相关.针对对角线稀疏矩阵,提出了压缩行片段对角(compressed row segment diagonal,CRSD)存储格式.它利用“对角线格式”有效描述矩阵的对角线分布,区别于以往通用的计算方法,CRSD通过对给定应用的对角线稀疏矩阵采样再进行特定的优化.并且在软件安装阶段,通过自适应的方法选取适合具体运行平台的最优SpMV实现.在CPU端进行多线程并行化实现时,自适应调优过程中收集的信息还被用于线程间任务划分,以实现负载平衡.同时完成CRSD存储格式在GPU端的实现,并根据GPU端计算与访存的特点进行优化.实验结果表明:在Intel和AMD的多核平台使用相同线程数的情况下,与DIA相比,使用CRSD的加速比可以达到2.37X(平均1.7X)；与CSR相比,可以达到4.6X(平均2.1X).