检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2014年第12期24卷 1228-1237页

作者：傅杰廖彬陈新科靳国杰章隆兵王剑中国科学院大学北京100049 计算机系统结构国家重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 龙芯中科技术有限公司北京100095

针对动态编译影响虚拟机启动性能和响应速度的问题,研究了动态编译系统的优化技术,提出了编译队列监视下的Size-Speed动态编译调度算法。该Size-Speed调度算法以程序中方法的运行速度和方法本身的大小为参数计算调度的优先级,使得调度... 详细信息

针对动态编译影响虚拟机启动性能和响应速度的问题,研究了动态编译系统的优化技术,提出了编译队列监视下的Size-Speed动态编译调度算法。该Size-Speed调度算法以程序中方法的运行速度和方法本身的大小为参数计算调度的优先级,使得调度既能适应程序的动态行为,又能提高动态编译的吞吐量。此外,在调度的同时进行编译队列监视,通过跟踪编译队列中方法的活跃度,及时删除队列中不再活跃的方法,进一步降低了动态编译的开销。实验结果表明,该算法能够显著提升系统的启动性能和响应速度。在DaCapo的测试中,虚拟机总体性能提升了12.4%,单项性能的最大提升幅度高达54.3%。该算法通用性强,实现代价低,适用于绝大多数动态编译系统。

关键词：虚拟机动态编译编译调度启动性能响应速度优化

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图广度优先搜索算法面向图形处理器的优化方法研究

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小型微型计算机系统 2014年第5期35卷 1074-1079页

作者：刘谷安虹李小强吴石磊中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100080

近年来,图形处理器(GPU)以其丰富的计算资源和低廉的成本逐渐在高性能计算领域取得一席之地,对于具有规则访存特性的并行程序具有明显的加速作用.但是以图广度优先搜索(BFS)算法为代表的某些不规则应用,在图形处理器上性能表现平平.为... 详细信息

近年来,图形处理器(GPU)以其丰富的计算资源和低廉的成本逐渐在高性能计算领域取得一席之地,对于具有规则访存特性的并行程序具有明显的加速作用.但是以图广度优先搜索(BFS)算法为代表的某些不规则应用,在图形处理器上性能表现平平.为了解决不规则程序在图形处理器上的性能瓶颈问题必须分析其行为特征,面向特定体系结构提出有针对性的程序优化方法.本文通过分析图广度优先搜索算法的在GPU上的并行性模式,访存特性以及工作负载,提出了基于并行性剖析与反馈的计算资源重配置方法,动态队列的层次优化方法,以及线程级负载平衡方法.实验表明以上优化方法能够显著提高图广度优先搜索算法为代表的不规则程序在GPU上的性能.

关键词：图形处理器图广度优先算法不规则程序并行性剖析优化方法

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矩阵形状无关的并行编译优化

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小型微型计算机系统 2014年第7期35卷 1518-1522页

作者：邹燕燕安虹崔慧敏周军蕊中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 中国科学院计算机系统结构国家重点实验室北京100190

矩阵计算是科学计算中的重要应用,传统编译优化虽然能够大大提升规则矩阵乘法的性能,但对于不规则的矩阵乘法,即使加入编译优化也仅能获得领域专家1%的性能.提出基于模式的矩阵乘法编译优化,通过对矩阵乘法计算模式制定对应的优化策略,... 详细信息

矩阵计算是科学计算中的重要应用,传统编译优化虽然能够大大提升规则矩阵乘法的性能,但对于不规则的矩阵乘法,即使加入编译优化也仅能获得领域专家1%的性能.提出基于模式的矩阵乘法编译优化,通过对矩阵乘法计算模式制定对应的优化策略,使形状规则和形状不规则的矩阵乘法都能取得良好的性能.在优化策略中引入数据布局重组优化是缩小不规则与规则矩阵乘法性能差距的关键,通过数据布局重组能够实现对不规则矩阵中数据元素的连续访问,从而提高数据的局部性.实验表明,基于模式的编译优化方法能够使规则和不规则矩阵乘法运算性能分别比商用编译器(icc)提高34%和43倍,且该方法具有良好的可扩展性.

关键词：矩阵乘法编译优化数据布局重组数据局部性可扩展性

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片上多核处理器共享资源分配与调度策略研究综述

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计算机研究与发展 2013年第10期50卷 2212-2227页

作者：王磊刘道福陈云霁陈天石李玲中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

对于片上多核处理器,如何在多线程间公平有效地分配调度有限的共享资源是一个很重要的问题.随着处理器核规模的增长,多线程对于系统中有限的共享资源的争夺将愈发激烈,由此导致的对于系统性能的影响也将更加显著.为了缓解乃至解决这一问... 详细信息

对于片上多核处理器,如何在多线程间公平有效地分配调度有限的共享资源是一个很重要的问题.随着处理器核规模的增长,多线程对于系统中有限的共享资源的争夺将愈发激烈,由此导致的对于系统性能的影响也将更加显著.为了缓解乃至解决这一问题,除了增加可用共享资源外,一个能够公平有效地在多线程间分配共享资源的调度算法也至关重要.在各类共享资源中,对于系统性能有着最大影响的是共享缓存和动态随机存储器(dynamic random-access memory,DRAM)系统.对于共享缓存,可以通过缓存分区来降低由于线程间的争夺所带来的影响;对于DRAM系统,可以采取适当的调度算法来调节各个线程发出的访存请求的服务优先级,从而改善系统性能.首先分别以系统吞吐量和公平性为优化目标介绍了一系列对共享缓存的分区调度算法,并针对缓存分区粒度过大的问题给出了相关解决方案.然后从利用线程的访存行为特征和借鉴网络路由算法等多个角度介绍了DRAM的调度算法.研究了从全局出发的联合调度算法,以解决针对不同共享资源的调度算法间相互矛盾的问题.最后从不同角度对于今后的研究进行了展望.

关键词：片上多核处理器多线程共享缓存缓存分区访存调度

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多微通道内存系统设计方法

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高技术通讯 2013年第7期23卷 685-693页

作者：张广飞王焕东陈新科黄帅陈李维中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

通过建立内存系统排队模型,分析了影响内存系统性能的原因——内存控制器的内存命令处理速度受访存请求页命中率、Bank级并行度和读写命令切换率的影响,进而提出了一种多微通道内存系统设计方法。用此方法多微通道内存控制器通过对内存... 详细信息

通过建立内存系统排队模型,分析了影响内存系统性能的原因——内存控制器的内存命令处理速度受访存请求页命中率、Bank级并行度和读写命令切换率的影响,进而提出了一种多微通道内存系统设计方法。用此方法多微通道内存控制器通过对内存颗粒进行细粒度控制,可以提高访存请求页命中率和Bank级并行度,隐藏数据总线读写切换延迟。该结构在提高内存系统带宽利用率的同时,缩短访存请求延迟,并提高内存功耗有效性。将多微通道内存控制器设计应用于多核处理器平台,充分分析各种宽度访存通道对应用程序性能的影响。实验结果表明,相比传统内存控制器设计方法,多微通道内存控制器将内存系统带宽提高了21.8%,访存延迟和功耗分别降低14.4%和26.2%。

关键词： DRAM系统内存控制器片上多核多通道访存特性

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一种监测函数语义信息访存地址序列的方法

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计算机研究与发展 2013年第5期50卷 1100-1109页

作者：陈荔城崔泽汉包云岗陈明宇沈林峰梁祺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(筹) 北京100190 中国科学院大学北京100049 IBM中国系统与科技开发中心北京100193

准确地获取应用程序在真实系统上运行的访存地址序列(traces)是进行内存系统调度及结构优化的基础.HMTT是自主研发的软硬件结合的内存监测分析系统,能够实时获取完整的全系统访存traces.但是得到的traces与应用程序上层事件之间存在语... 详细信息

准确地获取应用程序在真实系统上运行的访存地址序列(traces)是进行内存系统调度及结构优化的基础.HMTT是自主研发的软硬件结合的内存监测分析系统,能够实时获取完整的全系统访存traces.但是得到的traces与应用程序上层事件之间存在语义鸿沟问题,比如上层函数执行流与访存traces的同步问题.针对该问题提出了一种软硬件结合获取包含函数级别语义信息访存traces的方法,软件方面通过二进制插桩的方式,直接修改内存中的进程映像,在目标函数的入口及出口各插入标记tag访存指令,进而能够被HMTT卡监测并识别.采用二进制插桩不需要程序的源代码,不需要对程序重新编译链接,而且引入的运行开销很小.实验表明采用软硬件结合的方式能够有效地获取包含函数级别语义信息的访存traces,对于SPECCPU2006中的访存密集型程序引入的性能开销只是原程序的62%,而使用Pin工具的纯软件方式获取访存traces将导致至少10.4倍的性能开销.

关键词： HMTT 访存traces 函数级别语义鸿沟二进制插桩 ELF tag访存

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面向云计算的多核处理器存储和网络子系统优化设计

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高技术通讯 2013年第4期23卷 360-367页

作者：苏文王焕东台运方王靖中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京龙芯中科技术服务中心有限公司北京100190

针对传统多核处理器设计缺乏对虚拟机和典型云服务的支持的问题,分析了云计算数据中心和虚拟机的基本架构和特点,指出数据传输、网络性能、I/O虚拟化是一直未被关注的影响系统性能的关键因素,进而提出了一种改进的多核处理器设计方案。... 详细信息

针对传统多核处理器设计缺乏对虚拟机和典型云服务的支持的问题,分析了云计算数据中心和虚拟机的基本架构和特点,指出数据传输、网络性能、I/O虚拟化是一直未被关注的影响系统性能的关键因素,进而提出了一种改进的多核处理器设计方案。该方案通过采用片上内存拷贝引擎、改进直接内存访问(DMA)设计、改进直接缓存访问(DCA)设计和采用快速地址转换和远程内存访问(RDMA)技术,来较大地提高存储系统、网络、I/O的性能和系统的并行性。实验表明,该方案实现的单核800MHz处理器千兆以太网络TCP传输带宽较传统方案提高48.2%并达到峰值800Mbps,内存拷贝操作加速比达到14倍以上,快速傅立叶变换(FFT)和矩阵乘法加速比达到2倍以上,同时系统高速缓存效率显著提高。

关键词：云计算多核处理器网络优化虚拟机计算机体系结构

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基于MIPS架构的异构内存虚拟化方法研究

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高技术通讯 2013年第9期23卷 908-913页

作者：蔡万伟台运方刘奇张晓辉张戈中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆401122

针对传统的同构内存虚拟化方法缺乏平台扩展性，在非X86处理器平台上性能较差的问题，研究了影响虚拟机内存性能的几个因素，并基于MIPS架构处理器提出了异构内存虚拟化方法，在不增加软件复杂度的前提下，提高了内存虚拟化性能。该方... 详细信息

针对传统的同构内存虚拟化方法缺乏平台扩展性，在非X86处理器平台上性能较差的问题，研究了影响虚拟机内存性能的几个因素，并基于MIPS架构处理器提出了异构内存虚拟化方法，在不增加软件复杂度的前提下，提高了内存虚拟化性能。该方法基于对同构内存虚拟化的性能瓶颈的分析，通过修改虚拟机内存管理单元（MMU）降低软件维护开销；采用宿主机与客户机共享页表的方法提升访存的异常处理速度。该方法在龙芯3号处理器的系统虚拟机KVM-LOONGSON上得到实现。测试结果表明，该方法可以显著提升各类应用程序的性能，相比同构内存虚拟化方法，性能可以提升50％到700％，达到本地执行性能的71％～97％。

关键词：系统虚拟化内存虚拟化 KVM MIPS 龙芯3号处理器

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支持推测并行化的事务存储硬件模拟系统

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小型微型计算机系统 2013年第5期34卷 1102-1107页

作者：李颀安虹李功明邓博斌中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100080

多核处理器通过增加处理器核数提高计算能力,虽然可以通过同时运行多道程序的方式利用处理器资源,但是多核处理器真正的成功取决于解决并行应用开发中的难题.为此,处理器体系结构和编程模型的协同开发是必须的.而随着核数的增多,传统上... 详细信息

多核处理器通过增加处理器核数提高计算能力,虽然可以通过同时运行多道程序的方式利用处理器资源,但是多核处理器真正的成功取决于解决并行应用开发中的难题.为此,处理器体系结构和编程模型的协同开发是必须的.而随着核数的增多,传统上使用的软件模拟器因为软件的串行性而性能越来越差,无法支持这种软硬件协同开发.FPGA天生的并行性使它在模拟多核处理器时具有较高的模拟性能和高度的可扩放性,成为处理器体系结构研究的理想工具.本文介绍了基于FPGA的多核模拟系统,RAMP-Pink.该系统基于HASim实现,同时支持事务存储和线程级推测,用于对事务存储和线程级推测的软硬件协同开发.该模拟系统可配置不同的FPGA开发平台,也可以以软件模拟方式运行.

关键词：多核处理器 FPGA 模拟器事务存储线程级推测

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虚拟桌面杀毒模型的设计与实现

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计算机工程与设计 2013年第3期34卷 859-862页

作者：展旭升高云伟冯百明蒋芸杨鹏斐西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100190

虚拟桌面环境中若采用传统基于主机的杀毒方式,会引起很大的系统开销并且需要及时更新本地病毒库;若采用新型的云计算杀毒方式占有网络带宽大,效率低。为解决以上问题,提出了新的虚拟桌面杀毒模型(virtual desktop anti-virus model,VDA... 详细信息

虚拟桌面环境中若采用传统基于主机的杀毒方式,会引起很大的系统开销并且需要及时更新本地病毒库;若采用新型的云计算杀毒方式占有网络带宽大,效率低。为解决以上问题,提出了新的虚拟桌面杀毒模型(virtual desktop anti-virus model,VDAM),同时实现杀毒代理端3种可疑文件处理方式,包括文件签名方式、文件分解方式以及混合方式。实验表明,该模型与现有方式相比,能够减少系统开销和网络带宽占用率。

关键词：虚拟桌面杀毒代理杀毒引擎文件签名文件分解特权虚拟机

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