检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2015年第6期52卷 1303-1315页

作者：朱亚涛张帅王达叶笑春张洋胡九川张志敏范东睿李宏亮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 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京100029 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

面向能耗优化的面积(核数)-功率(频率)分配问题是当前众核处理器研究热点之一.通过性能-功耗模型了解其在核数-频率空间的分布规律,然后在核数和频率级别这2个维度上通过实测执行逐步搜索,可以获取"核数-频率"配置的最优解,... 详细信息

面向能耗优化的面积(核数)-功率(频率)分配问题是当前众核处理器研究热点之一.通过性能-功耗模型了解其在核数-频率空间的分布规律,然后在核数和频率级别这2个维度上通过实测执行逐步搜索,可以获取"核数-频率"配置的最优解,从而达到能耗优化的目的;然而本领域现有方法在核数-频率空间内实测搜索最低能耗时收敛速度慢、搜索开销大、可扩展性差.针对此问题,提出了一种基于求解最优化问题的经典数学方法——可行方向法的最低能耗搜索方法(energy-efficient optimization based on feasible direction method,EOFDM),每次执行都能从核数和频率2个维度上同时减小搜索空间,在迭代执行中快速收敛至最低能耗点.该方法与现有研究中最优的启发式爬山法(hill-climbing heuristic,HCH)进行了对比实验,平均执行次数、执行时间和能耗分别降低39.5%,46.8%,48.3%,提高了收敛速度,降低了搜索开销;当核数增加一倍时,平均执行次数、执行时间和能耗分别降低48.8%,51.6%,50.9%;当频率级数增加一倍时,平均执行次数、执行时间和能耗分别降低45.5%,49.8%,54.4%,在收敛速度、搜索开销和可扩展性方面均有提高.

关键词：能耗优化众核最优解可行方向法启发式爬山法

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树形网络中面向服务质量的副本放置算法

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小型微型计算机系统 2016年第4期37卷 803-806页

作者：李帅武继刚王旭天津工业大学计算机科学与软件学院天津300387 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

副本技术广泛应用于分布式系统中,高效合理的副本放置对提高系统的可用性、可靠性,以及缩短用户访问时间都起到至关重要的作用.为了提高网络中副本的使用率,基于多访问策略,提出了一种性能较高的最远优先放置算法.通过引入了通信距离的... 详细信息

副本技术广泛应用于分布式系统中,高效合理的副本放置对提高系统的可用性、可靠性,以及缩短用户访问时间都起到至关重要的作用.为了提高网络中副本的使用率,基于多访问策略,提出了一种性能较高的最远优先放置算法.通过引入了通信距离的限制,降低了客户访问时延,进而降低了整个系统访问时间,提高了访问效率.实验分析表明,与现有算法相比,提出的算法在最大使用每个副本处理能力的同时,大大降低了网络的运行成本.在不同的距离限制下,都得到了可观的改进,其中对现有算法的改进最高可达68%.

关键词：副本放置树形网络可靠性

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脚本语言执行引擎的模糊测试技术综述

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高技术通讯 2022年第12期32卷 1226-1235页

作者：孙力立武成岗许佳丽张培华唐博文谢梦瑶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科学与技术学院北京100190

脚本语言作为解释性语言,需要由脚本语言执行引擎动态解释执行。由于脚本语言的广泛应用,其执行引擎也在各种平台上得到广泛部署。因此,脚本语言执行引擎中的安全漏洞往往具有很高的安全影响。模糊测试作为一种有效的自动化漏洞挖掘方法... 详细信息

脚本语言作为解释性语言,需要由脚本语言执行引擎动态解释执行。由于脚本语言的广泛应用,其执行引擎也在各种平台上得到广泛部署。因此,脚本语言执行引擎中的安全漏洞往往具有很高的安全影响。模糊测试作为一种有效的自动化漏洞挖掘方法,在挖掘脚本语言执行引擎的软件缺陷和漏洞方面也有重要作用。本文对近年来国内外学者在该领域的研究进行了系统的总结,介绍了模糊测试和脚本语言执行引擎的基本概念,整理了现有的脚本语言执行引擎的模糊测试工作的评价指标,分类梳理了脚本语言执行引擎的模糊测试工作,阐述了该领域所关注的研究问题和解决方法。最后,根据现有工作的不足和研究趋势,提出具有潜力的下一步研究方向。

关键词：脚本语言执行引擎模糊测试漏洞挖掘软件缺陷检测

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一种支持数据渗透迁移的片上缓存模型研究

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北京交通大学学报 2017年第5期41卷 1-9页

作者：胡九川范东睿李丹萍严龙叶笑春北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 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 中国科学院信息工程研究所北京100093

分析一种支持数据在处理器片上如流水般浸润迁移的渗透缓存层次模型,以及片上数据渗透迁移的基本算法.为了仿真验证渗透缓存模型的有效性、分析该模型及其上的数据迁移算法的性质,本文给出了描述渗透迁移模型基本结构的构成关系、渗透... 详细信息

分析一种支持数据在处理器片上如流水般浸润迁移的渗透缓存层次模型,以及片上数据渗透迁移的基本算法.为了仿真验证渗透缓存模型的有效性、分析该模型及其上的数据迁移算法的性质,本文给出了描述渗透迁移模型基本结构的构成关系、渗透迁移数据的形式化方法.仿真实验结果表明:该模型在改进处理器访存的命中率方面具有明显优势.

关键词：缓存结构渗透数据迁移及时局部性

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QingLong:一种基于常变量异步拷贝的神经网络编程模型

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计算机学报 2020年第4期43卷 587-599页

作者：杜伟健陈云霁支天吴林阳陈小兵庄毅敏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中国科学院大学上海寒武纪信息科技有限公司中科寒武纪科技股份有限公司张江实验室脑与智能科技研究院上海脑科学与类脑研究中心

近年来,人工神经网络的研究取得了巨大成就,在图像识别、自然语言处理等领域均有突破性的成果,同时产生了众多商业应用,方便了我们的生活,比如语音助手、辅助驾驶等.由于神经网络算法属于计算密集型和访存密集型的负载,传统CPU处理器已... 详细信息

近年来,人工神经网络的研究取得了巨大成就,在图像识别、自然语言处理等领域均有突破性的成果,同时产生了众多商业应用,方便了我们的生活,比如语音助手、辅助驾驶等.由于神经网络算法属于计算密集型和访存密集型的负载,传统CPU处理器已不能满足其大规模商业化应用的需求,因此学术界和产业界试图在GPU、FPGA和ASIC上寻求突破.其中,神经网络加速器作为一种ASIC,它提供了高性能、低功耗的硬件解决方案,相关研究也越来越多.神经网络加速器作为一种协处理器,在其计算前后需要将数据在主机与设备之间进行搬运.特别是对吞吐量要求较高的神经网络前向推理任务,需要将网络模型参数、硬件指令等常量数据和输入、输出等变量数据,分别从主机内存拷入设备内存.如果常量数据在每一份输入数据计算前都拷贝一次,就存在常量数据重复拷贝的问题,浪费了时间与存储资源.如何在神经网络开发工具软件中实现拷贝多次变量数据但只拷贝一次常量数据,如何保证指令在每次计算中都正确寻址常量和变量,如何简化用户编程,提供用户友好的接口,就成为一系列值得研究的问题.在本文中,我们提出了一种基于常变量异步拷贝的神经网络开发工具软件及其编程模型QingLong来解决上述问题. QingLong编程模型包含三个阶段:定义网络、编译网络和计算.在定义网络阶段,用户可以为神经网络的数据节点绑定常量数据;在编译网络阶段,通过REOFF数据包装法将常量数据封装为数据包;在计算网络阶段,用户拷贝一次数据包后即可多次拷入输入数据并计算输出结果 .该编程模型具有编译、计算分离,常变量异步拷贝,计算和数据拷贝可切分为三级流水线等优势.实验表明,在连续计算100份输入样本时,QingLong比DLPlib有平均17. 48倍的性能提升,且输入样本越多,性能提升的倍数越大.

关键词：神经网络编程模型常量和变量异步拷贝软件开发工具

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新型非易失存储的安全与隐私问题研究综述

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计算机研究与发展 2016年第9期53卷 1930-1942页

作者：徐远超闫俊峰万虎孙凤芸张伟功李涛首都师范大学信息工程学院北京100048 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 佛罗里达大学电子与计算机工程系美国佛罗里达州盖恩斯维尔32611

近年来,以相变存储器(phase change memory,PCM)为代表的各种新型非易失存储(nonvolatile memory,NVM)技术得到广泛关注.NVM同时具有传统内存的字节寻址特性和外存的非易失特性,因而可以同时替代内存和外存,也可以用于混合存储体系结构.... 详细信息

近年来,以相变存储器(phase change memory,PCM)为代表的各种新型非易失存储(nonvolatile memory,NVM)技术得到广泛关注.NVM同时具有传统内存的字节寻址特性和外存的非易失特性,因而可以同时替代内存和外存,也可以用于混合存储体系结构.NVM具有低延时、高密度、低功耗的优势,有效缓解了存储墙问题.然而,由于应用程序可以直接通过存取指令(load/store)接口访问NVM,并且掉电后存储在NVM上的信息不会丢失,这给NVM的应用带来了一些新的安全和隐私挑战.首先讨论了持久化内存泄漏、不经意写操作、元数据安全、恶意磨损攻击、非易失指针等NVM应用中可能存在的安全问题以及最新的解决方案;然后讨论了数据保护、信息泄露等NVM应用中可能存在的隐私问题及现有的解决方案;最后探讨了NVM还需解决的安全和隐私问题,包括非易失缓存、程序安全等,并提出了一些解决方案,包括权限和保护机制的融合、使用易失性的NVM等.

关键词：内存泄漏非易失性存储安全隐私磨损攻击不经意写

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一种自适应分类重用距离来捕捉热数据的缓存算法

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小型微型计算机系统 2018年第9期39卷 2010-2015页

作者：艾亮邓玉辉暨南大学信息学院计算机科学系广州510632 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

缓存算法在构建一个大的存储系统的存储器层次结构中起着重要作用.许多的缓存算法都集中在利用块的新进度(Recency)和访问频率(Frequency)来确定该块是否为热数据块.然而这里存在两个问题,首先热数据块的热度是有时间限制的,其次算法并... 详细信息

缓存算法在构建一个大的存储系统的存储器层次结构中起着重要作用.许多的缓存算法都集中在利用块的新进度(Recency)和访问频率(Frequency)来确定该块是否为热数据块.然而这里存在两个问题,首先热数据块的热度是有时间限制的,其次算法并没有考虑数据块还具有重用距离等其它特征.因此如果仅仅考虑将相同访问频率的数据块放在一起,那么热数据块之间必然会产生缓存污染问题.因为算法无法保证短的重用距离的热数据块的缓存驻留时间小于长的重用距离的数据块.针对这一问题,本文提出一种名为自适应分类重用距离的缓存算法(ACRD).算法利用数据的重用距离特征和缓存替换的元数据历史信息来深度挖掘数据访问模式的特征,并以一种自适应的方式实现这种热数据识别和缓存时间分配的问题.实验结果表明,算法的性能明显优于LRU算法,并且在许多场合优于目前比较优秀的LIRS和ARC算法.同时,算法在不同的缓存规模下的命中率具有稳定性.

关键词：缓存缓存替换算法热点数据识别重用距离自适应性

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基于可行序的数据竞争检测

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高技术通讯 2014年第7期24卷 669-676页

作者：李磊陈云霁章隆兵肖俊华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 龙芯中科技术有限公司北京100190

为了在并行程序的单次执行中找到更多的数据竞争,提出了用可行序关系替代传统的"happens-before"序关系来动态地实现数据竞争预测的算法。该算法认为:从技术上讲,如果在观测到的执行轨迹中,两个临界区之间没有可行序的关系,... 详细信息

为了在并行程序的单次执行中找到更多的数据竞争,提出了用可行序关系替代传统的"happens-before"序关系来动态地实现数据竞争预测的算法。该算法认为:从技术上讲,如果在观测到的执行轨迹中,两个临界区之间没有可行序的关系,那么这两个临界区的顺序可以被颠倒以构造出其他的执行轨迹;通过判断可行序关系来分析这些构造出来的执行轨迹,就可以找到单次执行中未暴露出来的可能的数据竞争;所有构造出来的执行轨迹中的数据竞争,可以在O(an)的时间内全部检测出来,其中n为程序中所有访存操作的个数,a为每个共享地址上的最大锁集合数。在Java Grande测试程序集上的实验结果说明,上述算法可以找到其他动态检测数据竞争的方法找不到的数据竞争,而且算法时间也完全符合理论上的O(an)时间复杂度。

关键词：数据竞争并行程序调试发生前(HB) 可行序

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处理器片上渗透缓存蕴含的时间与空间及时局部性

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电子学报 2024年第10期52卷 3589-3599页

作者：胡九川程建聪万良易吴楠士叶笑春严龙北京交通大学计算机科学与技术学院北京100044 教育部教育管理信息中心北京100816 中国电子科技集团公司第32研究所上海201800 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

处理器片上寄存器的分布形态与数量规模对处理器的整体计算性能有直接影响,这种影响表面上看是波及处理器片上缓存结构的改进和优化,本质上是时间要素与空间要素交织在一起的综合反映.因此,从时间和空间上确保处理器内核对片上缓存的局... 详细信息

处理器片上寄存器的分布形态与数量规模对处理器的整体计算性能有直接影响,这种影响表面上看是波及处理器片上缓存结构的改进和优化,本质上是时间要素与空间要素交织在一起的综合反映.因此,从时间和空间上确保处理器内核对片上缓存的局部化访问必将进一步提高处理器的整体计算性能.为了认识处理器片上缓存中存在的时间与空间及时局部性,以由传统缓存耦合而成的渗透缓存为工具来分析处理器内核访问片上缓存的时间与空间局部性,仿真实验表明渗透缓存因具备容纳时间与空间局部性的结构提高了处理器访问片上缓存的命中率,客观上缩短访存延迟,从而为提高处理器性能创造了有利条件.

关键词：渗透缓存时间局部性空间局部性片上数据流转

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一种运算和数据协同优化的深度学习编译框架

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高技术通讯 2020年第2期30卷 120-125页

作者：吴林阳杜伟健陈小兵庄毅敏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 上海寒武纪信息科技有限公司上海201308

近年来,深度学习算法和深度学习处理器已被广泛应用于工业界,如何从软件层面充分挖掘深度学习处理器的性能成为目前编译器领域研究的热点和难点。现有的深度学习编译框架更侧重于对程序的运算部分进行优化,对数据的优化非常有限,这并不... 详细信息

近年来,深度学习算法和深度学习处理器已被广泛应用于工业界,如何从软件层面充分挖掘深度学习处理器的性能成为目前编译器领域研究的热点和难点。现有的深度学习编译框架更侧重于对程序的运算部分进行优化,对数据的优化非常有限,这并不能发挥深度学习处理器的峰值性能。本文分析了深度学习算法和硬件平台的特点,提出一种运算和数据协同优化的深度学习编译框架CDUCA,它包含计算图引擎、代码生成器、数据优化器3个不同层次的组件,在多个层次对运算和数据进行协同优化,最终生成高效的可部署模型。本文在现场可编程门阵列(FPGA)平台上评估了CDUCA,实验结果表明,对于典型的深度学习应用,CDUCA生成的模型性能能达到手工优化模型性能的86.5%。

关键词：深度学习深度学习处理器编译器编译优化

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