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
1 \; V1 X& F4 U) ?; o% w% P2 [) J5 x; _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，
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
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
1 引言
密码算法作为保证信息安全的重要措施，在整
  M; [  _/ Y, U  ~" H: T0 Y5 g5 J+ l个信息系统中占有非常重要的地位。密码处理器具
" p/ \3 I3 c- [0 y" i- v有密码专用指令及相应的密码专用运算单元，能够
# J. b0 B& w& P( S. }高效灵活地实现密码处理任务，成为实现密码算法
: F1 `3 D# b1 t' t: I的主要方式之一[1]。然而，随着信息网络的飞速发展，
% t% ?, W' I, c对密码处理器性能提出了更高的要求，而受限于功
# m3 I" i: O, H5 i2 |耗、线延时、设计复杂度等因素，依赖于传统的单
1 M$ a1 p9 I; m% O核架构提升密码处理性能变得越来越困难[2]。
8 @. t0 F) j$ X+ i( f: o相对于传统单核处理器，多核处理器可以提供
! l% _$ v9 j9 l+ K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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