Desarrollo de técnicas de procesamiento paralelo a nivel de lenguaje assembler para el procesador RISC-V

Abstract

El siguiente trabajo muestra la paralelización del algoritmo de ordenamiento insertion sort de forma que pueda funcionar utilizando múltiples procesadores RISC-V, con tal de reducir el tiempo de ejecución necesario para su funcionamiento. Las experiencias realizadas en este trabajo fueron divididas en dos partes, la primera consistiendo en la implementación del paralelismo propiamente tal utilizando la API OpenMP y la modificación del programa básico en C original según sea necesario. Mientras que la segunda consistió en reemplazar secciones claves del programa resultante de la experiencia anterior por código assembler equivalente. Durante ambas experiencias se utilizó el tiempo de ejecución, medido desde que inicia el proceso de ordenamiento hasta el fin de dicho proceso, como parámetro de estudio. La implementación de las experiencias se realizó utilizando el simulador gem5, que permite simular sistemas con distintos niveles de complejidad y detalle, mientras que su aspecto más importante es su precisión a nivel de ciclo, lo que permite utilizarlo para medir los tiempos de ejecución de manera realista y consistente. Los resultados obtenidos indicaron que es posible generar un programa que, mediante el paralelismo entre múltiples procesadores, logre reducir el tiempo de ejecución necesario para ordenar un arreglo aleatorio, el que además fuese escalable, significando que el programa es capaz de trabajar con una cantidad creciente de procesadores y reducir el tiempo de ejecución acordemente. Mientras que de la segunda experiencia se desprendió que si bien el lenguaje assembler logró reducir el tiempo de ejecución considerablemente, el cambio por si solo no fue mas eficiente que utilizar las opciones del compilador para optimizar el programa.