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
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。
( ~+ k: s$ a: F; v" e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
" V$ [5 ]* M  p) ~9 |密码算法作为保证信息安全的重要措施，在整
: p( j& k9 Z& v9 I* L个信息系统中占有非常重要的地位。密码处理器具
; ?4 S3 W) n* r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
的主要方式之一[1]。然而，随着信息网络的飞速发展，
$ Z  B4 ^, h5 f0 t对密码处理器性能提出了更高的要求，而受限于功
4 n1 m1 D2 ~6 M  _耗、线延时、设计复杂度等因素，依赖于传统的单
核架构提升密码处理性能变得越来越困难[2]。
; ?; ^* W! P& N( T6 R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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