检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2020年第3期30卷 233-239页

作者：赵阳洋陈明宇金旭阮元张雪琳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 中国科学院大学北京100049 鹏城实验室深圳518055

随着计算机领域进入大数据时代,数据的快速增长和以数据为中心的发展趋势给现有的计算机存储带来了机遇和挑战。传统的标准双倍速率(DDR)总线接口采用固定的时序,难以加入各种扩展功能,若引入新型内存器件,则存在时序兼容问题。为此基... 详细信息

随着计算机领域进入大数据时代,数据的快速增长和以数据为中心的发展趋势给现有的计算机存储带来了机遇和挑战。传统的标准双倍速率(DDR)总线接口采用固定的时序,难以加入各种扩展功能,若引入新型内存器件,则存在时序兼容问题。为此基于现有的DDR协议,本文设计实现了内存缓冲扩展芯片。该芯片与处理器端的物理连接采用标准DDR总线,消除了兼容性问题;并且在芯片逻辑设计中,增加对可变延迟访问和扩展访存指令的支持,为内存增加了智能性,可用于内存加速和内存扩展。本文详细介绍了该芯片采用的关键技术,经过中芯国际40nm工艺流片验证,该芯片逻辑功能正确,运行稳定。在DDR3-1066频率下,该芯片可满足标准DDR3内存读写时序,并在龙芯3A系列主板上顺利启动Linux内核。芯片性能评估结果表明,应用扩展的访存指令可实现访存加速。

关键词：内存缓冲内存加速内存扩展内存智能化近数据处理

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图计算加速架构综述

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计算机研究与发展 2021年第4期58卷 862-887页

作者：严明玉李涵邓磊胡杏叶笑春张志敏范东睿谢源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 中国科学院大学北京100049 美国加州大学圣塔芭芭拉分校美国加利福利亚州圣塔芭芭拉93106

在大数据时代,图被用于各种领域表示具有复杂联系的数据.图计算应用被广泛用于各种领域,以挖掘图数据中潜在的价值.图计算应用特有的不规则执行行为,引发了不规则负载、密集读改写更新操作、不规则访存和不规则通信等挑战.现有通用架构... 详细信息

在大数据时代,图被用于各种领域表示具有复杂联系的数据.图计算应用被广泛用于各种领域,以挖掘图数据中潜在的价值.图计算应用特有的不规则执行行为,引发了不规则负载、密集读改写更新操作、不规则访存和不规则通信等挑战.现有通用架构无法有效地应对上述挑战.为了克服加速图计算应用面临的挑战,大量的图计算硬件加速架构设计被提出.它们为图计算应用定制了专用的计算流水线、访存子系统、存储子系统和通信子系统.得益于这些定制的硬件设计,图计算加速架构相比于传统的通用处理器架构,在性能和能效上均取得了显著的提升.为了让相关的研究学者深入了解图计算硬件加速架构,首先基于计算机的金字塔组织结构,从上到下对现有工作进行分类和总结,并以多个完整架构实例分析应用于不同层次的优化技术之间的关系.接着以图神经网络加速架构的具体案例讨论新兴图计算应用的加速架构设计.最后对该领域的前沿研究方向进行了总结,并放眼于未来探讨图计算加速架构的发展趋势.

关键词：图计算图神经网络加速架构不规则访存数据局部性动态访存调度负载均衡

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结合循环平稳特征和自适应双门限检测的频谱感知算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2013年第4期25卷 573-577页

作者：袁海英胡瑜北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124 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

针对单门限能量检测算法存在虚警率高、循环平稳特征检测算法计算复杂等问题,为了降低无线信道平均捕获时间和信号检测算法复杂度,提出一种联合循环平稳特征的自适应双门限能量检测算法.该算法根据无线信道占用状态自适应调整双门限值... 详细信息

针对单门限能量检测算法存在虚警率高、循环平稳特征检测算法计算复杂等问题,为了降低无线信道平均捕获时间和信号检测算法复杂度,提出一种联合循环平稳特征的自适应双门限能量检测算法.该算法根据无线信道占用状态自适应调整双门限值搜索频谱信息,将无线麦克风信号接收后直接送入第1个积分电路,在双门限区域之外采用无线信号能量检测;当第1个比较器中能量累积输出低于检测下门限时,表明未检测到无线信号;当积分电路输出超过检测下门限时则启动第2个积分电路,当第2个比较器中能量累积超过检测上门限时启动第3个比较器,超过同步门限判断虚警状态;在双门限区域之间采用循环平稳特征检测快速、准确地捕获无线麦克风信号,并合理设置保护频带,让非授权用户充分利用保护频带之外的频谱资源.仿真结果表明,文中算法有效地提高了无线认知网络的无线信号检测概率和频谱感知精度.

关键词：频谱感知无线麦克风信号双门限能量检测循环平稳特征虚警率

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大规模集群上多维FFT算法的实现与优化研究

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计算机科学与探索 2017年第6期11卷 863-874页

作者：李琨贾海鹏曹婷张云泉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 中国科学院大学计算机与控制学院北京100190

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)是用于计算离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)或其逆运算的快速算法,在工程、科学和数学领域的应用非常广泛,例如信号分解、数字滤波、图像处理等。因此,在实际应用中对FFT算... 详细信息

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)是用于计算离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)或其逆运算的快速算法,在工程、科学和数学领域的应用非常广泛,例如信号分解、数字滤波、图像处理等。因此,在实际应用中对FFT算法进行细粒度优化是非常重要的。研究了FFT算法常用的分解策略以及FFT算法在大规模集群系统上的并行实现,并提出了相关的优化策略。在此基础上,对多种FFT算法在不同平台上进行了性能评估,并分析了各算法的实现、优缺点及其在大规模计算时的可扩展性。实验结果表明,相关研究有助于对现有的FFT算法进行进一步的优化,以及指导如何在大规模CPU+GPU的异构系统上根据不同需求选择实现性能更优的FFT算法。

关键词：集群快速傅里叶变换(FFT) 消息传递接口(MPI) 性能优化

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基于Cache锁和直接缓存访问的网络处理优化方法

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计算机研究与发展 2014年第3期51卷 681-690页

作者：苏文章隆兵高翔苏孟豪计算机体系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 中国石油北京油气调控中心北京100007 龙芯中科技术有限公司北京100190

通过分析计算机系统网络数据处理相关程序的访存行为、局部性特点和系统交互等问题,指出在高速网络环境下传统处理器网络子系统设计存在很大缺陷,并进一步提出一种基于软硬件协同设计的优化方案.该方案具体包括改进的直接缓存访问技术... 详细信息

通过分析计算机系统网络数据处理相关程序的访存行为、局部性特点和系统交互等问题,指出在高速网络环境下传统处理器网络子系统设计存在很大缺陷,并进一步提出一种基于软硬件协同设计的优化方案.该方案具体包括改进的直接缓存访问技术、关键程序的cache锁策略和相应系统互连结构及一致性协议等.实验表明,与传统方案相比,基于该方案的网络TCP传输带宽提高约48%,极限情况下UDP丢包率下降40%,传输延时降低超过10%.网络测试程序在与SPEC2000测试程序并发执行情况下,网络数据带宽提高约44%.此外还讨论了该优化方案与其他网络优化技术共同使用的基本原则和相应策略.

关键词：网络处理直接缓存访问 cache锁系统互联 I O优化

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面向高效能的软件及其设计、分析与实现方法专刊前言

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软件学报 2012年第2期23卷 177-178页

作者：孙毓忠臧斌宇中国科学院计算机体系结构国家重点实验室(筹)(中国科学院计算技术研究所) 复旦大学软件学院

在当前绿色云计算的背景下,本专刊将进一步凸显软件在节能减排中的独特而日益重大作用和角色,从效能的角度重新审视软件的发展道路,不仅是自身执行的高效能,而且必须考虑其运行中所依托计算系统的高效能.两者的有效融合,已经对传统的基... 详细信息

在当前绿色云计算的背景下,本专刊将进一步凸显软件在节能减排中的独特而日益重大作用和角色,从效能的角度重新审视软件的发展道路,不仅是自身执行的高效能,而且必须考虑其运行中所依托计算系统的高效能.两者的有效融合,已经对传统的基于开发效率和用户友好的软件开发与设计理念提出了重大的挑战——我们必须在软件的开发和执行两者间寻求新的效能平衡,因为软件是硬件的绿色行为和规格的规范者,在硬件的

关键词：软件高效能专刊

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基于自适应静态数据布局策略的深度学习张量程序自动生成框架

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高技术通讯 2023年第11期33卷 1160-1171页

作者：樊哲南子渊郝一帆杜子东陈云霁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 中国科学院大学北京100049

如何确定静态数据布局是深度学习张量程序自动生成框架面临的重大挑战。Ansor作为目前应用最广泛、最具前景的此类框架,其根据预先指定的单一静态数据布局策略,训练性能预测模型,依据该模型搜索最佳性能的张量程序。但其存在单一策略非... 详细信息

如何确定静态数据布局是深度学习张量程序自动生成框架面临的重大挑战。Ansor作为目前应用最广泛、最具前景的此类框架,其根据预先指定的单一静态数据布局策略,训练性能预测模型,依据该模型搜索最佳性能的张量程序。但其存在单一策略非最优和性能预测模型不准确的问题。为此,本文提出基于自适应静态数据布局(AL)策略的深度学习张量程序自动生成框架AL-Ansor。AL-Ansor在搜索过程中自适应地选取多种静态数据布局策略,共同训练性能预测模型,从而搜索得到性能更高的张量程序。本文以32核Intel Xeon CPU为目标硬件平台,在多个卷积层上进行实验,结果表明,在同样的搜索次数下,相较于基于3种指定静态数据布局策略的Ansor,AL-Ansor生成的张量程序分别有13.81%、12.41%和16.59%的平均性能提升。

关键词：深度学习张量程序自动生成框架静态数据布局策略自适应策略性能预测模型

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面向神威·太湖之光的多核组协同的OpenCL编译方法

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高技术通讯 2022年第9期32卷 927-936页

作者：伍明川刘颖李立民冯晓兵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 中国科学院大学北京100049

近年来,科学领域对高性能计算的需求与日俱增,如何有效利用新型超算架构的计算能力成为研究重点。我国自主研制的神威·太湖之光超算平台,采用了国产异构众核处理器SW26010,其包含4个核组,但未提供核组间的同步机制。为了增加其易... 详细信息

近年来,科学领域对高性能计算的需求与日俱增,如何有效利用新型超算架构的计算能力成为研究重点。我国自主研制的神威·太湖之光超算平台,采用了国产异构众核处理器SW26010,其包含4个核组,但未提供核组间的同步机制。为了增加其易编程性,本文提出了面向神威·太湖之光的核组间同步方法,并在SWCL OpenCL编译器中实现了该核组间同步方法。该方法利用跨OpenCL主机内核的数据依赖分析来标识必要的同步操作位置,并通过SW26010的交叉段进行低开销的核组间通信,程序员在不使用消息传递接口(MPI)进行显式控制同步的情况下,可以自动地将一个OpenCL Kernel程序部署到多个核组上。使用SPEC ACCEL 1.2中的OpenCL测试用例在神威太湖之光平台的实验表明,本方法的加速效果明显优于传统的MPI实现版本。

关键词： OpenCL 国产众核处理器异构同步数据依赖分析

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基于社区结构的图数据预取器设计

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高技术通讯 2022年第12期32卷 1251-1261页

作者：李策章隆兵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学院北京100190

由于图数据规模庞大且结构不规则,图应用运行时会产生大量高延迟内存访问,大幅度降低了通用处理器的运行效率。本文采用软硬件结合的方式设计了图计算专用预取器,利用图数据访存特点以及社区结构的存储规律,通过对图数据进行混合预取,... 详细信息

由于图数据规模庞大且结构不规则,图应用运行时会产生大量高延迟内存访问,大幅度降低了通用处理器的运行效率。本文采用软硬件结合的方式设计了图计算专用预取器,利用图数据访存特点以及社区结构的存储规律,通过对图数据进行混合预取,缩短了图计算访存的延迟,在含有较多社区的图数据集上获得了显著的性能收益。在不同图算法与图数据集上的实验表明,该预取器相对于无预取情况、流式预取器及传统图数据预取器,分别实现了65%~176%、6%~21%和4%~18%的性能提升。

关键词：图计算预取器社区结构存储规律及时性

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面向CNN加速器的一种建模与优化设计方法研究

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高技术通讯 2022年第8期32卷 773-788页

作者：祁玉琼张明喆吴海彬叶笑春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 中国科学院大学北京100049

本文提出了一种卷积神经网络(CNN)加速器性能与能耗通用评估模型(CNNGModel)。CNNGModel通过CNN加速器中不同结构的具体设计,可以估计该加速器处理不同任务时需要的时间与能耗。在硬件工程师使用硬件描述语言实现该加速器前,通过CNNGMo... 详细信息

本文提出了一种卷积神经网络(CNN)加速器性能与能耗通用评估模型(CNNGModel)。CNNGModel通过CNN加速器中不同结构的具体设计,可以估计该加速器处理不同任务时需要的时间与能耗。在硬件工程师使用硬件描述语言实现该加速器前,通过CNNGModel可以提前判断当前CNN加速器的设计是否符合应用需求,从而减少后续不必要的工作量。在实验部分,首先设计并实现了3个CNN加速器;其次分析对比CNNGModel、模拟器VTA以及仿真综合3种方式得到的每个加速器在处理不同CNN时的多项结果,其中对于处理时间的估计,CNNGModel与仿真综合的差距低至3.0%,对于功率,差距则低至6.5%;最后依据CNNGModel,从能耗和性能两方面给出了多项CNN加速器优化策略。

关键词：卷积神经网络(CNN) CNN加速器性能与能耗通用评估模型(CNNGModel) CNN加速器优化策略

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