面向云计算多媒体应用的体系结构研究

Currently, multimedia data has become one of the major data types processed and transferred on the Internet. Compared to traditional text-based applications in cloud environment, the multimedia applications are not only more data intensive, but also more computation intensive. Therefore, it has become more and more urgent to have some real-time designs with low power consumption for these applications. Moreover, most benchmarks applied in prior research for evaluation are text-based. The characteristics of these multimedia applications are not exploited in prior designs. To deal with these challenges involved by these incoming multimedia applications in cloud environment, we will first have a comprehensive analysis on these multimedia applications. Based on the analysis, we will design a multimedia benchmark suit for architecture design and system evaluation for cloud computing. Moreover, we will accelerate the processing speed of these multimedia applications based on current mainstream hardwares and analyze the bottleneck in them. At last, we will have some researches on architectural design that how to guarantee real-time processing for these multimedia applications with low power consumption. The research results will give some insights to the related research.

目前，除传统文本数据外，多媒体数据已成为云计算环境处理的主要数据类型,各种新型多媒体应用层出不穷。与文本应用相比，云计算环境的多媒体应用，除具有数据密集的特征外，还具有计算密集的特点。因此，如何基于已有硬件加速这些应用的处理速度并且在未来云计算的体系结构设计中体现它们的特性变得日益迫切。 针对云计算多媒体应用对体系结构研究和设计造成的挑战，本课题将通过分析当前云计算环境中典型多媒体应用的特点，进行适合云计算体系结构评估的多媒体测试程序集设计；通过分析这些应用面临的性能挑战，设计基于已有并行硬件平台的加速算法并分析现有硬件在处理这些应用时在速度等方面存在的瓶颈；在此基础上，开展面向云计算多媒体应用的新型体系结构研究。研究成果有望解决云计算多媒体应用处理体系结构相关的基础问题，对提升云计算环境体系结构评估的有效性和加速相关体系结构研究的进程将具有普遍的适用意义。

目前，除传统文本数据外，多媒体数据已成为云计算环境处理的主要数据类型,各种新型多媒体应用层出不穷。与文本应用相比，云计算环境的多媒体应用，除具有数据密集的特征外，还具有计算密集的特点。因此，如何基于已有硬件加速这些应用的处理速度并且在未来云计算的体系结构设计中体现它们的特性就变得日益迫切。.针对云计算多媒体应用对体系结构研究和设计造成的挑战，本课题持续开展了面向了云计算多媒体体系结构的研究。首先，通过分析当前云计算环境中典型多媒体应用的特点，构建了可以满足多种用途的适合云计算体系结构研究的多媒体检索测试程序集；基于这些测试程序集，深入分析了云计算多媒体检索体系结构的特点和特性，并基于这些分析给出了面向云计算多媒体检索的体系结构设计和建议；针对当前多媒体检索算法并行化过程中可扩展性不足的问题，首先分析了这些算法在并行化过程中存在的瓶颈，并在此基础上设计和实现了面向性能的自适应调度算法AD-PIPE和面向功耗需求的自适应调度算法AE-PIPE，实验结果显示，这些算法可以较好的克服已有并行化存在的不足，达到较好的性能可扩展性和节约功耗的目的。同时，基于以上分析和设计，还提出了一种适应云计算环境多媒体检索处理的众核处理器架构。