基于申威421的视频解码的向量化并行
2021-10-28张书钦
计算机技术与发展 2021年10期
裴 航,王 磊,王 威,张书钦
(1.中原工学院 计算机学院,河南 郑州 451191; 2.中原工学院 前沿信息技术研究院,河南 郑州 451191)
0 引 言
随着互联网的高速发展以及第五代移动通信技术的到来,人们对多媒体品质的需求日益提升,高清视频的高效编解码成为研究热点。很多处理器平台都研发出相应的扩展部件来增强计算机多媒体数据处理能力。单指令流多数据流(SIMD)[1]结构可以高效地对大规模数据进行并行处理,有效实现应用程序中规整的数据级并行(data level parallelism,DLP),从而提升了处理器的吞吐率,在一定程度上满足了多媒体计算能力需求[2]。Intel公司在Pentium处理器中最早采用了支持MMX[3]的SIMD技术,一直不断升级至现在的AVX2技术。ARM公司推出的Cortex-A系列处理器采用了NEON技术[4]。如今越来越多的厂商都在处理器内集成、升级SIMD扩展部件,很多应用程序都在寻求SIMD并行,以增强移动终端的多媒体处理能力。
申威[5]是国内自主研发的通用处理器,提供256位向量寄存器且包括支持256位向量访存及运算的SIMD扩展指令。对于某些处理器体系结构,SIMD扩展指令允许将原来需要多次装载的内存中地址连续的数据一次性装载到向量寄存器中。使用一条SIMD扩展指令实现对SIMD向量寄存器中所有数据元素的并行处理,这种执行方式非常适合于处理计算密集、数据相关性少的多媒体程序,如音视频编解码[6]。
H.264[7]视频编码格式是目前发展比较成熟的编码格式。常用的开源解码器有JM[8]、T264[9]和FFmpeg[10],目前很多国产平台都对FFmpeg视频解码器针对各个平台特点做了相应的优化。……
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