基于 Amdahl 定律的多核密码处理器性能模型研究

TaylorA

摘 要：该文构建面向密码应用的多核处理器性能模型，对多核密码处理器设计提供理论支持和有效建议。通过引
4 c  d% P; ]6 A  {; ?+ m入密码并行处理特征、数据传输时间、同步时间等因素，建立基于 Amdahl 定律扩展的多核密码处理器性能模型，
6 s6 y. V7 `$ f基于提出的性能模型，对多核密码处理器设计空间进行搜索。模拟分析表明，影响多核密码处理器性能的关键因素
, s4 X! r/ ?0 Y- Y8 H是密码应用的可开发并行度、并行部分所占比例以及运算过程的通信次数。
关键词：密码处理器；多核处理器；Amdahl 定律；性能模型；通信/计算比
( M( U1 s# c( ^1 l% f# @+ {" F1 引言
密码算法作为保证信息安全的重要措施，在整
; G& }/ k: f1 \4 Z  D个信息系统中占有非常重要的地位。密码处理器具
有密码专用指令及相应的密码专用运算单元，能够
高效灵活地实现密码处理任务，成为实现密码算法
, d$ G4 Y/ Q8 M& T, n% n的主要方式之一[1]。然而，随着信息网络的飞速发展，
对密码处理器性能提出了更高的要求，而受限于功
5 D7 S' R- R1 Z) |耗、线延时、设计复杂度等因素，依赖于传统的单
1 t1 `9 G4 p! G0 @0 S  i6 }核架构提升密码处理性能变得越来越困难[2]。
相对于传统单核处理器，多核处理器可以提供
更强的处理能力，成为许多高性能计算平台的首选

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