基于龍芯3B的H.264解碼器的向量化
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4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4．1 ffmpeg各函數(shù)加速比
本文分別對(duì)向量化后的各個(gè)函數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，并且與未向量化之前的函數(shù)進(jìn)行了比較，各個(gè)函數(shù)向量化優(yōu)化后的加速比如圖3所示。其中圖中橫坐標(biāo)所示函數(shù)序號(hào)與表2中的各個(gè)函數(shù)一一對(duì)應(yīng)。
圖3中的函數(shù)的加速比所跨越的范圍較大，比如6號(hào)函數(shù)的加速比約有23．9左右，而最后一個(gè)函數(shù)的加速比只有1．2左右。之所以會(huì)出現(xiàn)上述情況，除了與改進(jìn)后的函數(shù)所使用的向量指令的數(shù)量和修改代碼的比重有關(guān)以外，也與運(yùn)算所使用的操作數(shù)的類型有關(guān)。對(duì)于6號(hào)函數(shù)，其循環(huán)內(nèi)的運(yùn)算所使用的操作數(shù)的類型為字節(jié)類型，因而僅僅使用向量指令進(jìn)行優(yōu)化，理論加速比就可以達(dá)到32，不過(guò)本文僅僅對(duì)該函數(shù)的內(nèi)層循環(huán)進(jìn)行了向量化，而向量化后的內(nèi)層循環(huán)一次僅僅處理了 16個(gè)字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，即并未充分使用256位的向量寄存器。因而理論的加速比應(yīng)該為16，但是由于結(jié)合了循環(huán)展開(kāi)和指令調(diào)度等其他優(yōu)化策略，因而實(shí)際的加速比可以達(dá)到23．9左右。同樣，對(duì)4號(hào)、5號(hào)和6號(hào)這三個(gè)同類型的函數(shù)進(jìn)行分析，我們也可以發(fā)現(xiàn)：后一個(gè)函數(shù)的加速比均約為前一個(gè)函數(shù)加速比的兩倍。這是因?yàn)閷?duì)于4號(hào)函數(shù)，內(nèi)層循環(huán)向量化后一次可以同時(shí)計(jì)算4個(gè)字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，而5號(hào)函數(shù)可以同時(shí)計(jì)算8個(gè)字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，因而理論上的加速比也應(yīng)該是兩倍的等比數(shù)列形式，而實(shí)際結(jié)果與理論分析是一致的。
對(duì)于3．3．2小節(jié)中重點(diǎn)介紹的7號(hào)函數(shù)和8號(hào)函數(shù)，其原函數(shù)無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單向量化，而本文使用了掩碼以及矩陣轉(zhuǎn)置等優(yōu)化方法，使其能夠使用龍芯3B的向量擴(kuò)展指令，因而盡管性能提升不大，但是加速比也分別有3．2和5．5。
4．2 不同平臺(tái)上的向量化比較
本文同樣將ffmpeg解碼器分別在不同的平臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試，使用的兩個(gè)測(cè)試視頻分別為是“問(wèn)道武當(dāng)002．mkv”(視頻A)和“walk_vag_ 640x480_qp26．264”(視頻B)。其中視頻A是問(wèn)道武當(dāng)視頻(720p)中截取的片段，而后者是通過(guò)x264對(duì)walk_vag．yuv(480p)編碼生成的，編碼時(shí)選用的qp值為26。而測(cè)試平臺(tái)則分別選擇了AMD和Intel處理器平臺(tái)。
從表3的測(cè)試結(jié)果可以看出對(duì)于視頻A，在龍芯3B上的性能提升比其他兩個(gè)平臺(tái)上都高很多；而對(duì)于視頻B，在龍芯3B上的性能提升也與其它兩個(gè)平臺(tái)接近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在龍芯3B上實(shí)現(xiàn)ffmpeg解碼器的向量化，對(duì)性能提升有很大幫助，而且解碼某些視頻時(shí)，性能的提升甚至高于性能優(yōu)越的商用處理器。而通過(guò)與表1中使用GCC向量化編譯的結(jié)果進(jìn)行比較，也可以看出：手工對(duì)ffmpeg解碼器進(jìn)行向量化比使用GCC進(jìn)行向量化，性能有更大的提升。
5 總結(jié)和展望
本文實(shí)現(xiàn)了ffmpeg解碼器到龍芯3B的移植，并針對(duì)龍芯3B實(shí)現(xiàn)了對(duì)向量擴(kuò)展指令支持的特點(diǎn)，對(duì)ffmpeg解碼器進(jìn)行了手工向量化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：手工向量化后的ffmpeg解碼器的性能比使用GCC向量化編譯后的ffmpeg解碼器性能要好很多，而且性能的提升也比Intel和 AMD平臺(tái)更多。
本文僅僅從代碼級(jí)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)龍芯3B的ffmpeg解碼器的向量化移植，為了進(jìn)一步提高性能，還需要從整個(gè)算法層面上進(jìn)行優(yōu)化。另外，由于龍芯3B的多核特性，還可以考慮使用多核進(jìn)行解碼。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202493.htm
評(píng)論