检索结果-内蒙古大学图书馆

国防科技大学学报 2018年第3期40卷 176-182页

作者：周宏伟徐实王忠奕杨乾明冯权友邓让钰窦强国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 湖南大学信息科学与工程学院湖南长沙410082

面向众核处理器提出一种访存链路接口的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)验证平台,用于对处理器访存链路关键部件进行功能及可靠性测试。提出片上读写激励自动产生与检查机制、以太网接口硬件用户数据报协议(User ... 详细信息

面向众核处理器提出一种访存链路接口的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)验证平台,用于对处理器访存链路关键部件进行功能及可靠性测试。提出片上读写激励自动产生与检查机制、以太网接口硬件用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)协议栈和FPGA芯片间多通道并行链路三项关键技术并进行设计实现。实验结果表明提出的各项关键技术功能正确,不仅丰富了功能验证中随机激励产生及结果验证的手段,而且实现了对链路数据检错和多lane间延迟偏斜纠正逻辑的可靠性测试与评估。经过该平台验证的访存链路接口在实际芯片中通过了功能正确性测试,证明了验证的有效性。

关键词：众核处理器访存链路现场可编程门阵列验证

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众核处理器系统核资源动态分组的自适应调度算法

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软件学报 2012年第2期23卷 240-252页

作者：曹仰杰钱德沛伍卫国董小社西安交通大学电子与信息工程学院陕西西安710049 北京航空航天大学计算机学院北京100191

针对众核处理器系统的核资源优化使用问题,提出了一种支持核资源动态分组的自适应调度算法CASM(core-partitioned adaptive scheduling for many-core systems).该算法通过对任务簇的拆分与合并,动态构建可弹性分区的核逻辑组,实现核资... 详细信息

针对众核处理器系统的核资源优化使用问题,提出了一种支持核资源动态分组的自适应调度算法CASM(core-partitioned adaptive scheduling for many-core systems).该算法通过对任务簇的拆分与合并,动态构建可弹性分区的核逻辑组,实现核资源的隔离优化访问.为了平衡核资源利用率及任务调度效率,CASM算法针对任务簇间和簇内的不同特点,分别采用公平性较好的均衡调度算法和资源利用率较高的自适应调度算法.在线竞争理论分析表明,CASM算法的任务执行时间在线竞争比为常数2,其性能可扩展性较好.实验结果表明,与WS(work-stealing),AGDEQ(adaptive greedy dynamic equi-partitioning)和EQUI?EQUI算法相比,CASM算法使任务集运行时间分别减少了近46%,32%和15%.在相同能耗情况下,CASM算法大幅度地提升了系统吞吐量.

关键词：众核处理器分组调度自适应调度竞争分析高效能计算

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众核处理器的流水线紧耦合指令循环缓存设计

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计算机研究与发展 2017年第4期54卷 813-820页

作者：张昆过锋郑方谢向辉数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

能效比是未来高性能计算机需要解决的重要问题.众核处理器作为高性能计算机的重要实现手段,其微结构的优化设计对能效比提升尤为关键.提出了1种面向众核处理器的流水线紧耦合的指令循环缓存设计,以较小的L0指令缓存提供更加高能效的指... 详细信息

能效比是未来高性能计算机需要解决的重要问题.众核处理器作为高性能计算机的重要实现手段,其微结构的优化设计对能效比提升尤为关键.提出了1种面向众核处理器的流水线紧耦合的指令循环缓存设计,以较小的L0指令缓存提供更加高能效的指令取指.作为体系结构研究同硬件可实现性紧密结合的1次尝试,设计始终考虑了硬件实现代价这一关键约束.为了控制L0指令缓存对流水线性能的影响,指令缓存采用了循环出口预取技术,以此保证指令缓存提供的低功耗的指令取指能够最终转化为流水线能效比的提升.在gem5模拟器上实现了对指令循环缓存的模拟.对SPEC2006的测试结果表明,在不影响流水线性能的前提下,设计的典型配置可以减少27%的指令取指功耗以及31.5%的流水线前段部件动态功耗.

关键词：循环缓存众核处理器能效比旨令缓存结构优化

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众核处理器片上网络的层次化全局自适应路由机制

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计算机研究与发展 2016年第6期53卷 1211-1220页

作者：张洋王达叶笑春朱亚涛范东睿李宏亮谢向辉计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机与控制学院北京100049 河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071001 数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

Mesh和环拓扑结构以其实现简单、易于扩展的特点成为众核处理器片上网络应用最为广泛的拓扑结构.应用于Mesh结构中的健忘型路由算法在网络流量较大时影响片上网络的负载均衡,表现在降低吞吐量和增大数据包延迟.自适应算法中的本地自适... 详细信息

Mesh和环拓扑结构以其实现简单、易于扩展的特点成为众核处理器片上网络应用最为广泛的拓扑结构.应用于Mesh结构中的健忘型路由算法在网络流量较大时影响片上网络的负载均衡,表现在降低吞吐量和增大数据包延迟.自适应算法中的本地自适应算法和区域自适应算法均存在不同程度的短视现象,不适合大规模的Mesh结构,而目前全局自适应算法又由于路由计算量大而速度缓慢.提出一种新的层次化全局自适应路由机制,包括一个全局拥塞信息传播网络Roof-Mesh和一个层次化全局自适应路由算法(global hierarchical adaptive routing algorithm,GHARA).通过全局拥塞信息传播网络得到拥塞信息,GHARA采用全网分区逐级计算路由的方式,减少了全局路由的计算步骤,从而减少了平均数据包延迟、提升了饱和带宽.实验结果表明GHARA表现优于其他区域和全局自适应路由算法.在人工注入通信模式下,8×8 Mesh平均饱和带宽比全局自适应算法GCA提高10.7%,16×16Mesh平均饱和带宽比全局自适应算法GCA提高14.7%.在运行真实测试程序集SPLASH-2模式下,数据包延迟最高比GCA提高40%,平均提升14%.

关键词：众核处理器片上网络负载均衡全局拥塞信息传播网络层次化全局自适应路由算法 Roof-Mesh

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面向高性能计算的众核处理器轻量级错误恢复技术研究

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计算机研究与发展 2015年第6期52卷 1316-1328页

作者：郑方沈莉李宏亮谢向辉数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

随着半导体技术进步,单个芯片上集成大量核心的众核处理器已经广泛应用于高性能计算领域.相比多核处理器,众核处理器能提供更好的计算密度和能效比,但同时也面临越来越严重的可靠性挑战.需要设计高效的处理器容错机制,有效保证课题运行... 详细信息

随着半导体技术进步,单个芯片上集成大量核心的众核处理器已经广泛应用于高性能计算领域.相比多核处理器,众核处理器能提供更好的计算密度和能效比,但同时也面临越来越严重的可靠性挑战.需要设计高效的处理器容错机制,有效保证课题运行效率的同时不带来较大的芯片功耗和面积开销.在一款自主众核处理器DFMC(deeply fused and heterogeneous many-core)原型基础上,根据核心上运行的应用程序是否具有关联性特征,提出并实现了面向众核处理器的独立和协同2种轻量级错误恢复技术.其中,协同恢复技术由集中部件进行管理,通过协同恢复总线互连,出错时将与错误相关联的多个核心快速回卷到正确状态.2种错误恢复技术中,保留和恢复过程均通过定制的指令实现,恢复所需要的信息保留在运算核心内部,以保证对课题性能的影响最小化.实验表明,通过上述技术只增加了1.257%的芯片面积,可解决自主众核处理器约80%的瞬时错误,且对课题性能、芯片时序和功耗影响很小,可有效地提高众核处理器的容错能力.

关键词：众核处理器错误恢复容错瞬态错误高性能计算

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面向众核处理器的阴阳K-means算法优化

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国防科技大学学报 2024年第1期46卷 93-102页

作者：周天阳王庆林李荣春梅松竹尹尚飞郝若晨刘杰国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 国防科技大学并行与分布计算全国重点实验室湖南长沙410073

传统阴阳K-means算法处理大规模聚类问题时计算开销十分昂贵。针对典型众核处理器的体系结构特征,提出了一种阴阳K-means算法高效并行加速实现。该实现基于一种新内存数据布局,采用众核处理器中的向量单元来加速阴阳K-means中的距离计算... 详细信息

传统阴阳K-means算法处理大规模聚类问题时计算开销十分昂贵。针对典型众核处理器的体系结构特征,提出了一种阴阳K-means算法高效并行加速实现。该实现基于一种新内存数据布局,采用众核处理器中的向量单元来加速阴阳K-means中的距离计算,并面向非一致内存访问(non-unified memory access, NUMA)特性进行了针对性的访存优化。与阴阳K-means算法的开源多线程实现相比,该实现在ARMv8和x86众核平台上分别获得了最高约5.6与8.7的加速比。因此上述优化方法在众核处理器上成功实现了对阴阳K-means算法的加速。

关键词： K-means 非一致内存访问向量化众核处理器性能优化

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BFS算法与众核处理器的适应性研究

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计算机研究与发展 2015年第5期52卷 1187-1197页

作者：叶楠郝子宇郑方谢向辉数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214215

以图计算为代表的数据密集型应用获得越来越广泛的关注,而传统的高性能计算机处理这类应用的效率较低.面向未来高性能计算机体系结构要有效支持数据密集型计算,深入研究以广度优先搜索(breadth-first search,BFS)算法为代表的图计算的... 详细信息

以图计算为代表的数据密集型应用获得越来越广泛的关注,而传统的高性能计算机处理这类应用的效率较低.面向未来高性能计算机体系结构要有效支持数据密集型计算,深入研究以广度优先搜索(breadth-first search,BFS)算法为代表的图计算的典型特征,设计实现轻量级启发式切换BFS算法,该算法通过基本搜索方式的自动切换,避免冗余内存访问,提高搜索效率;针对BFS算法的离散随机数据访问特征以及众核处理器执行机制,建立面向BFS算法的众核处理器体系结构分析模型;全面、深入研究了BFS算法在典型众核处理器上的运行特征和性能变化趋势.测试结果表明:Cache命中率、内存带宽、流水线利用效率等相关参数均处于较低水平,无法完全满足BFS算法的需求,因此需要能够支持大量离散随机访问和简单执行机制的新型众核处理器体系结构.

关键词：广度优先搜索算法众核处理器体系结构分析模型协同研究

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面向高通量应用的众核处理器任务调度

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清华大学学报（自然科学版） 2017年第3期57卷 244-249页

作者：徐远超杨璐首都师范大学信息工程学院北京100048 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

具有高通量特征的大数据应用已成为目前数据中心的主流应用,这些应用在传统处理器平台上的运行效率不高,原因之一是任务调度的低效。针对高通量应用的一些典型特征以及现有任务窃取算法的不足,该文提出一种程序行为和环境感知的任务调... 详细信息

具有高通量特征的大数据应用已成为目前数据中心的主流应用,这些应用在传统处理器平台上的运行效率不高,原因之一是任务调度的低效。针对高通量应用的一些典型特征以及现有任务窃取算法的不足,该文提出一种程序行为和环境感知的任务调度机制,通过软硬件结合实现了处理器核的分区管理和任务的分级调度,减小了不同应用之间因争用共享资源对性能产生的不利影响,同时利用线程相似度高的特点提高指令缓存的命中率,从而提升系统的整体吞吐率。初步的模拟评估表明:该算法在混合负载情况下性能明显优于现有算法的,在测试的混合负载中平均优于现有算法20%。

关键词：众核处理器大数据应用高通量任务调度

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众核处理器cache一致性研究综述

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计算机应用研究 2012年第11期29卷 4011-4016页

作者：韩立敏安建峰高德远樊晓桠任向隆西北工业大学计算机学院西安710129

以瓦片结构众核处理器一致性协议的设计为主线,综述了国内外近年来关于众核处理器cache一致性的相关研究;介绍了不同NUCA结构对一致性协议的影响;分析和对比了几种传统目录一致性协议的特性及其存在的问题;归纳了最新几个面向众核结构... 详细信息

以瓦片结构众核处理器一致性协议的设计为主线,综述了国内外近年来关于众核处理器cache一致性的相关研究;介绍了不同NUCA结构对一致性协议的影响;分析和对比了几种传统目录一致性协议的特性及其存在的问题;归纳了最新几个面向众核结构一致性协议的设计思想和特性。最后为设计具备应用程序适应性和可扩展性的cache一致性协议指出了几个关键的设计方向。

关键词： cache一致性协议众核处理器瓦片化结构 NUCA

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众核处理器上的高性能网络入侵检测系统

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高技术通讯 2014年第9期24卷 935-941页

作者：姜海洋谢高岗中国科学院大学北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

为提高网络入侵检测系统(NIDS)在互联网流量和网络攻击数量增长下的性能,进行了在多核处理器上利用并行结构提高NIDS处理能力的研究。首先实现了NIDS在TILERA-GX36众核处理器上的数据并行(RTC)和任务并行(SPL)这两种并行机构方法,实验... 详细信息

为提高网络入侵检测系统(NIDS)在互联网流量和网络攻击数量增长下的性能,进行了在多核处理器上利用并行结构提高NIDS处理能力的研究。首先实现了NIDS在TILERA-GX36众核处理器上的数据并行(RTC)和任务并行(SPL)这两种并行机构方法,实验结果表明众核处理器上丰富的计算资源支持大量并行的NIDS实例,但同时也带来严重的资源竞争和冲突,系统并行化开销大大增加。为此,提出了一种基于共享的RTC方法,即SRTC方法,和已有方法相比,SRTC方法解决了RTC模型内存占用线性增长的问题,同时避免了SPL模型中的线程间通信开销。以开源NIDS软件Snort为基础,在TILERA-GX36众核处理器上对SRTC方法进行了实现和验证,实验结果证明采用SRTC的并行系统获得了类似线性的加速比,当加载超过7000条NIDS真实规则条目时,系统能够处理包长为1K字节的10Gbps的网络流量。

关键词：众核处理器网络入侵检测系统(NIDS) 并行结构

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