检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2016年第4期26卷 333-343页

作者：何文婷崔慧敏冯晓兵中国科学院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 中国科学院大学北京100049

针对现有异构集群的编程框架着重于异构资源的利用,没有充分考虑共享资源竞争导致作业完成时间延长的情况,基于Hadoop+框架和异构任务模型,提出并实现了异构动态亲和性调度(HDAS)算法,该算法利用Hadoop的心跳机制监测各结点上的资源使... 详细信息

针对现有异构集群的编程框架着重于异构资源的利用,没有充分考虑共享资源竞争导致作业完成时间延长的情况,基于Hadoop+框架和异构任务模型,提出并实现了异构动态亲和性调度(HDAS)算法,该算法利用Hadoop的心跳机制监测各结点上的资源使用情况和实时负载,对系统中的异构资源用不同的策略计算与任务的亲和性,进行任务分派,使系统的资源利用更充分,从而降低共享资源竞争导致的任务延迟,提高系统的整体吞吐率,且提交到系统中的应用都会在启动后一定时间内被执行。对25种混合负载的试验表明,Hadoop+框架使用HDAS相对于Hadoop的实现可获得平均21.9x的加速比,明显优于基于异构任务模型的调度策略(17.9x),并使其中21个负载的任务平均延迟不超过6%,在任务对系统资源需求多样性丰富的混合负载上优化效果明显。

关键词： MapReduce 异构 Hadoop+ 亲和性调度

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BDSim:面向大数据应用的组件化高可配并行模拟框架

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计算机学报 2015年第10期38卷 1959-1975页

作者：李文明叶笑春张洋宋风龙王达唐士斌范东睿谢向辉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 华为技术有限公司中央研究院北京100085 高效能服务器和存储技术国家重点实验室北京100085 数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

大规模并行模拟是研究大数据体系结构的重要方法,对大数据应用及众核体系结构的发展有着不可替代的推动作用.然而,目前的模拟技术不能满足大数据体系结构研究的需求,主要体现在模拟速度慢、配置过程复杂以及可扩展性差等方面.为了解决... 详细信息

大规模并行模拟是研究大数据体系结构的重要方法,对大数据应用及众核体系结构的发展有着不可替代的推动作用.然而,目前的模拟技术不能满足大数据体系结构研究的需求,主要体现在模拟速度慢、配置过程复杂以及可扩展性差等方面.为了解决此问题,评估面向大数据应用的高通量众核体系结构的性能与功耗,该文提出了面向大数据应用的并行模拟框架——BDSim.该框架基于组件化思想,将功能组件与框架服务单元组成并行功能单元,并可根据负载情况,自由配置组件与框架服务单元之间的映射关系.为了提高组件之间的通信和同步效率,该文提出了一种非阻塞无锁通信优化方法,和一种CMB保守同步算法的优化算法——NMTRT-CMB同步算法.模拟不同并发规模的基于2D-Mesh网络的众核系统的实验结果表明,与基于锁的并行通信方法相比,框架采用的非阻塞无锁通信优化方法可以提高并行模拟速度约10%,该算法与CMB同步算法相比,NMTRT-CMB同步算法可以减少空消息数量达90%以上.

关键词：组件化并行模拟框架并行离散事件模拟非阻塞无锁通信 CMB算法高可配大数据

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龙芯UNCACHE加速原理及其在系统图形性能优化中的应用

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高技术通讯 2015年第4期25卷 357-364页

作者：张爽爽孟小甫汪文祥高翔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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100095

针对当前采用独立显卡的桌面计算机系统架构普遍存在的CPU（中心处理单元）访问GPU（图形处理单元）存储空间数据传输延迟较大的瓶颈，采用了龙芯GS464处理器核心实现的UA（uncache acceleration）机制对GPU驱动程序中的GPU存储空间访... 详细信息

针对当前采用独立显卡的桌面计算机系统架构普遍存在的CPU（中心处理单元）访问GPU（图形处理单元）存储空间数据传输延迟较大的瓶颈，采用了龙芯GS464处理器核心实现的UA（uncache acceleration）机制对GPU驱动程序中的GPU存储空间访问接口进行优化，极大地提高了处理器向GPU等IO存储空间连续数据写入的速度。详细分析了龙芯处理器uA机制的原理及其相对于uncache方式IO写所能带来的性能提升。通过UA机制优化了龙芯3A＋2H平台的GPU驱动性能，x11perf测试结果显示，采用UA优化GPU驱动后，Xserver的一些接口性能提升达5％～230％。将龙芯处理器的UA机制封装到了标准MMAP系统调用，并通过该扩展后的系统调用优化了Xserver的Xvideo扩展接口，实验结果显示，播放常见较高分辨率视频时该接口性能能够有6～12倍的性能提升。

关键词：处理器核 UA 图形图像

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片上多核处理器的区域共享的双粒度目录

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高技术通讯 2015年第7期25卷 669-676页

作者：曾露陈新科王焕东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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

研究了双粒度目录(DGD)下片上多核处理器的访存行为以及DGD对不同共享行为的目录开销,以进一步降低DGD结构的面积开销。针对DGD需要为共享缓存区域创建额外的块目录项的问题,提出了创新的区域共享的双粒度目录(RSDGD)结构。该结构可用... 详细信息

研究了双粒度目录(DGD)下片上多核处理器的访存行为以及DGD对不同共享行为的目录开销,以进一步降低DGD结构的面积开销。针对DGD需要为共享缓存区域创建额外的块目录项的问题,提出了创新的区域共享的双粒度目录(RSDGD)结构。该结构可用一个区域共享目录项同时维护最多3个共享者共享同一个缓存区域的一致性,从而能有效减少所需的块目录项数量,降低总的目录开销。实验结果表明,和原有的DGD相比,该结构平均减少了25%的目录空间需求,而仅产生了不到0.6%的性能损失。该结构有效地降低了芯片的面积开销,提高了目录结构的可伸缩性。

关键词：双粒度目录(DGD) 片上多核处理器缓存一致性区域共享目录一致性协议访存优化

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UGD:面向固态盘缓存系统的数据过滤技术

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高技术通讯 2016年第8期26卷 739-749页

作者：张子刚蒋德钧孙凝晖中国科学院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 中国科学院大学北京100049

为了提高固态盘(SSD)缓存系统固态盘的使用寿命,研究了系统的数据过滤技术。针对现有固态盘缓存系统数据过滤技术没有考虑数据页重用距离,导致重用距离大于固态盘缓存大小的数据页进入固态盘缓存,造成不必要的缓存页替换和固态盘擦写,... 详细信息

为了提高固态盘(SSD)缓存系统固态盘的使用寿命,研究了系统的数据过滤技术。针对现有固态盘缓存系统数据过滤技术没有考虑数据页重用距离,导致重用距离大于固态盘缓存大小的数据页进入固态盘缓存,造成不必要的缓存页替换和固态盘擦写,从而降低缓存命中率和固态盘使用寿命的问题,提出了一种协同的数据过滤技术UGD。该技术综合考虑了数据页访问频率和数据页重用距离,让访问次数少和重用距离长的数据页不进入固态盘缓存,从而增长了固态盘的使用寿命。为了评测UGD技术的效果,实现了一个固态盘缓存模拟器,并使用开源负载和实际应用负载进行了大量实验。实验数据表明,与现有过滤技术相比,UGD技术能够使固态盘缓存系统的平均命中率提高10%,使固态盘平均写入量降低42.5%。

关键词：固态盘(SSD) 固态盘缓存系统固态盘寿命数据过滤

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基于电路结构的测试捕获功耗优化方法

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高技术通讯 2019年第5期29卷 413-422页

作者：许超陈华军郝守青卢新元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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

研究了扫描结构和测试捕获功耗优化技术,考虑到现有的测试捕获功耗优化技术会降低单个测试向量覆盖的故障点或存在硬件开销过大的问题,提出一种新的基于电路结构的测试捕获功耗优化方法。该方法充分利用芯片内部的电路结构,分析扫描单... 详细信息

研究了扫描结构和测试捕获功耗优化技术,考虑到现有的测试捕获功耗优化技术会降低单个测试向量覆盖的故障点或存在硬件开销过大的问题,提出一种新的基于电路结构的测试捕获功耗优化方法。该方法充分利用芯片内部的电路结构,分析扫描单元之间扇入扇出的关系,并根据分析结果规划扫描单元在捕获阶段的捕获顺序以及需要修改结构的扫描单元。根据扫描链的条数添加相应的时钟控制结构,并提出一种新的扫描单元结构来避免数据捕获违例问题,在不增加测试向量的前提下降低测试捕获功耗。在ITC’99基准电路上的实验结果表明,采用上述优化方法后扫描单元的替换率在50%左右,捕获阶段的功耗能降低40%以上,扫描链条数越多,优化效果越明显。

关键词：扫描单元电路结构测试捕获功耗时钟控制结构数据捕获违例

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基于区域协作的Cache压缩

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高技术通讯 2016年第5期26卷 440-449页

作者：曾露李鹏王焕东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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

为提高Cache的有效容量,进行了Cache压缩研究,并提出了一种区域协作压缩(RCC)方法,以提升最后一级缓存的压缩率。与传统的Cache压缩算法不同,RCC方法利用了缓存区域的压缩局部性,使用缓存区域中第一个缓存块的字典信息来协作压缩缓存区... 详细信息

为提高Cache的有效容量,进行了Cache压缩研究,并提出了一种区域协作压缩(RCC)方法,以提升最后一级缓存的压缩率。与传统的Cache压缩算法不同,RCC方法利用了缓存区域的压缩局部性,使用缓存区域中第一个缓存块的字典信息来协作压缩缓存区域中的其他各个缓存块,而不需要对缓存区域进行整体压缩。RCC有效发掘了缓存区域内缓存块之间的数据冗余,实现了接近以缓存区域为压缩粒度的字典压缩的压缩率,然而压缩、解压缩延时却仍然和压缩单个缓存块时相当。实验结果表明,与单缓存块压缩算法C-PACK相比,RCC方法的压缩率平均提升了12.34%,系统的性能提升了5%。与2倍容量的非压缩Cache相比,有效容量提升了27%,系统性能提升了8.6%,而面积却减少了63.1%。

关键词：数据压缩字典压缩区域协作压缩(RCC) 高速缓存压缩访存优化

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基于授权机制的抗扫描旁路攻击方法研究

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高技术通讯 2020年第9期30卷 875-883页

作者：卢新元陈华军许超王剑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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

研究了针对加密电路的扫描旁路攻击方法和安全扫描设计技术,考虑到现有的安全扫描设计存在故障覆盖率损失或者抵抗攻击性不足的问题,提出一种新的基于授权机制的抗扫描旁路攻击方法。该方法充分利用功能指令序列多样性和高复杂度的特点... 详细信息

研究了针对加密电路的扫描旁路攻击方法和安全扫描设计技术,考虑到现有的安全扫描设计存在故障覆盖率损失或者抵抗攻击性不足的问题,提出一种新的基于授权机制的抗扫描旁路攻击方法。该方法充分利用功能指令序列多样性和高复杂度的特点,通过功能指令序列对测试模式进行授权,将测试模式分为非安全测试模式和安全测试模式。非安全测试模式下,加密电路的密钥被屏蔽,无法通过扫描测试获取。安全测试模式下,加密电路可以进行正常的扫描测试。实验结果表明,采用上述基于授权机制的抗扫描旁路攻击方法的电路后,不仅可以保证安全测试模式下扫描测试故障覆盖率不变,而且非安全测试模式下攻击者无法通过现有的攻击方式获取密钥。同原始电路相比,该方法只需要添加极少的硬件电路,面积开销仅为0.3%。

关键词：扫描旁路攻击密钥功能指令安全测试模式扫描设计

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基于扫描链的可编程片上调试系统

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高技术通讯 2015年第6期25卷 584-592页

作者：陈华军娄卓阳王焕东刘慧王琳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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

研究了用于检验硅后芯片的硅后调试技术,考虑到现有的硅后调试技术缺乏实时监测芯片内部运行状态的能力,导致故障诊断的结果很不准确,提出一种基于扫描链的新的可编程片上调试系统。该系统充分利用芯片的片上传输总线,通过添加极少的硬... 详细信息

研究了用于检验硅后芯片的硅后调试技术,考虑到现有的硅后调试技术缺乏实时监测芯片内部运行状态的能力,导致故障诊断的结果很不准确,提出一种基于扫描链的新的可编程片上调试系统。该系统充分利用芯片的片上传输总线,通过添加极少的硬件电路,使芯片能够实时监测自身的运行状态,并在满足程序设定的条件后,自动触发故障诊断模式。该系统充分利用芯片内建扫描链,通过控制扫描链实现对芯片内部状态精确配置和观测。此外,该系统通过片上时钟电路对调试时钟进行精确控制,保证各模式时钟切换的正确性,同时还支持实速测试,为时序分析和调试提供新途径。该系统已在最新一款龙芯高性能通用处理器芯片上得到成功应用。

关键词：硅后调试片上调试系统可编程可调试性设计故障诊断实速测试

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龙芯KVM虚拟机I/O中断子系统的优化

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高技术通讯 2020年第9期30卷 893-900页

作者：朱琛王剑高翔毛碧波李星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 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

本文针对虚拟机I/O中断子系统的性能问题,以龙芯KVM虚拟机为实验平台,分析了KVM虚拟机中I/O中断子系统的性能瓶颈,并在KVM中实现虚拟I/O中断控制器的基础上,进一步采用只读页表代替陷入、类虚拟化等手段对其进行了优化。测试结果显示虚... 详细信息

本文针对虚拟机I/O中断子系统的性能问题,以龙芯KVM虚拟机为实验平台,分析了KVM虚拟机中I/O中断子系统的性能瓶颈,并在KVM中实现虚拟I/O中断控制器的基础上,进一步采用只读页表代替陷入、类虚拟化等手段对其进行了优化。测试结果显示虚拟机处理I/O中断的吞吐量提升了300%以上。在部分I/O中断较频繁的网络和磁盘测试中,性能有60.9%~215.1%的提升,文中的优化方法同样适用于其他架构的KVM虚拟机。

关键词： KVM虚拟机 I/O中断 I/O虚拟化

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