检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2014年第7期24卷 661-668页

作者：陈新科黄帅王焕东吴瑞阳曾露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

为了解决使用现场可编程门阵列(FPGA)进行大规模片上多核处理器模拟的容量限制难题,提出了一种新颖的FPGA模拟方法。该方法通过混合真实的处理器核与伪造的处理器核,使用1个或2个FPGA即可模拟整个片上多核处理器,而且可以有效克服FPGA... 详细信息

为了解决使用现场可编程门阵列(FPGA)进行大规模片上多核处理器模拟的容量限制难题,提出了一种新颖的FPGA模拟方法。该方法通过混合真实的处理器核与伪造的处理器核,使用1个或2个FPGA即可模拟整个片上多核处理器,而且可以有效克服FPGA的容量限制问题,同时又不过多损害对多核处理器行为特征的有效模拟。用此方法实现了周期精确的全芯片模拟,并使用流片后的片上多核处理器芯片对此模拟方法进行了有效性验证。实验很容易地实现了50MHz以上的模拟速度,比基于相同设计的软件仿真快10万倍以上。模拟速度的大幅度提升,使得可以启动未经修改的Linux操作系统和运行完整的多用户SPEC CPU2006 train测试集。这种混合真实处理器核与伪造处理器核的模拟方法为片上多核处理器的功能验证和性能评估提供了一种简单高效的途径。

关键词：模拟仿真模型现场可编程门阵列(FPGA) 片上多核处理器伪造的处理器核

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稀疏队列中的动态发射机制及电路实现

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高技术通讯 2017年第5期27卷 389-397页

作者：刘臻王剑赵鹏飞丁健平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

针对多运算部件处理器中非流水多拍指令堵塞非相关指令的问题,提出了一种动态发射机制,该机制可以在发射当拍根据空闲运算部件数量同时选中并发射多条指令,不必提前为指令分配运算部件。动态发射稀疏队列基于一种快速的N选M电路,利用电... 详细信息

针对多运算部件处理器中非流水多拍指令堵塞非相关指令的问题,提出了一种动态发射机制,该机制可以在发射当拍根据空闲运算部件数量同时选中并发射多条指令,不必提前为指令分配运算部件。动态发射稀疏队列基于一种快速的N选M电路,利用电流的大小来表征指令在队列内驻留时间的长短,通过灵敏电流放大器实现快速的筛选,最后经过RS触发器调整波形,利用NMOS放电网络得到指令位置的掩码。动态发射队列解决了运算部件冲突问题,提高了每时钟周期执行指令数(IPC),最大程度发挥全局队列的效能,其中的调度电路使用SMIC 40nm工艺实现,通过Hspice仿真验证,该电路工作频率可达8GHz。

关键词：发射队列动态发射稀疏发射队列 N选M 灵敏放大器

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基于HT的光互连接口的设计

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高技术通讯 2015年第12期25卷 1005-1010页

作者：梁华岳胡伟武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 龙芯中科技术有限公司北京100190

设计了一种应用于处理器光互连的光接口。该接口基于超传输(HT)协议设计,用光通路替代电通路实现处理器光互连。光接口用原HT接口逻辑结构,替换原来的输入输出电路的模拟电路部分,增加新的电路结构和光互连通路。该接口为互连接口是源... 详细信息

设计了一种应用于处理器光互连的光接口。该接口基于超传输(HT)协议设计,用光通路替代电通路实现处理器光互连。光接口用原HT接口逻辑结构,替换原来的输入输出电路的模拟电路部分,增加新的电路结构和光互连通路。该接口为互连接口是源同步结构的处理器应用光互连提供了一种通用的解决方案。整个互连结构兼顾电协议和光信号传输的特点,最大限度保留原接口的工作特点,同时发挥光信号的优势,以最小的代价和较高的效率实现处理器光互连。光接口处于互连的物理层,不需要修改HT接口的应用层,对处理器结构没有影响。

关键词： HT光接口光互连片外互连数据转换

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面向固态硬盘的Spark数据持久化方法设计

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计算机研究与发展 2017年第6期54卷 1381-1390页

作者：陆克中朱金彬李正民隋秀峰深圳大学计算机与软件学院广东深圳518060 广东工业大学计算机学院广州511400 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 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京100029 中国工程院战略咨询中心北京100088

基于固态硬盘(solid-state drive,SSD)和硬盘(hard disk drive,HDD)混合存储的数据中心已经成为大数据计算领域的高性能载体,数据中心负载应该可将不同特性的数据按需持久化到SSD或HDD,以提升系统整体性能.Spark是目前产业界广泛使用的... 详细信息

基于固态硬盘(solid-state drive,SSD)和硬盘(hard disk drive,HDD)混合存储的数据中心已经成为大数据计算领域的高性能载体,数据中心负载应该可将不同特性的数据按需持久化到SSD或HDD,以提升系统整体性能.Spark是目前产业界广泛使用的高效大数据计算框架,尤其适用于多次迭代计算的应用领域,其原因在于Spark可以将中间数据持久化在内存或硬盘中,且持久化数据到硬盘打破了内存容量不足对数据集规模的限制.然而,当前的Spark实现并未专门提供显式的面向SSD的持久化接口,尽管可根据配置信息将数据按比例分布到不同的存储介质中,但是用户无法根据数据特征按需指定RDD的持久化存储介质,针对性和灵活性不足.这不仅成为进一步提升Spark性能的瓶颈,而且严重影响了混合存储系统性能的发挥.有鉴于此,首次提出面向SSD的数据持久化策略.探索了Spark数据持久化原理,基于混合存储系统优化了Spark的持久化架构,最终通过提供特定的持久化API实现用户可显式、灵活指定RDD的持久化介质.基于SparkBench的实验结果表明,经本方案优化后的Spark与原生版本相比,其性能平均提升14.02%.

关键词：大数据混合存储固态硬盘 Spark 持久化

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基于周期粒度的级间寄存器备份机制

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电子学报 2018年第10期46卷 2486-2494页

作者：王晶申娇丁利华杨星邱柯妮张伟功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 首都师范大学电子系统可靠性技术北京市重点实验室北京100048

单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周... 详细信息

单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周期粒度的级间寄存器备份机制的容错方法,采用双流水线冗余结构,通过比较器对比两条流水线的级间寄存器以检测单粒子故障;以周期粒度对级间寄存器的内容进行备份,当检测到单粒子故障时,使用2个周期对流水线进行恢复;为避免脏数据流出流水线,在数据缓存和寄存器堆的入口设置写缓冲,通过延迟写入保证信息可靠性.本文基于实际的SPARC V8结构处理器,对提出的方法进行了具体实现,在实验平台上进行了仿真,仿真结果显示,本文提出的容错方法能够以一定的面积开销实现对SEU、SET、和MBU故障容错,加固处理器的主频最高可以提升70%.

关键词：单粒子翻转多位故障容错备份写缓冲流水线加固

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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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提升处理器指针追逐访存性能的指令标签辅助的数据预取机制

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高技术通讯 2017年第11期27卷 907-915页

作者：刘天义肖俊华章隆兵沈海华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 龙芯中科技术有限公司北京100190

分析了处理器访存操作的指针追逐模式,指出了链式数据应用中的指针追逐操作的数据预取准确率低、访存延迟大的问题。为了提升处理器指针追逐访存性能,提出了指令标签辅助的数据预取(ILAMP)技术。ILAMP技术是一种指令标签提示的预取机制... 详细信息

分析了处理器访存操作的指针追逐模式,指出了链式数据应用中的指针追逐操作的数据预取准确率低、访存延迟大的问题。为了提升处理器指针追逐访存性能,提出了指令标签辅助的数据预取(ILAMP)技术。ILAMP技术是一种指令标签提示的预取机制,其通过在指令集架构中添加新的访存指令,使该指令在处理器译码阶段产生特殊访存标签,指明该访存操作的加载内容是指针。在Cache缺失的情况下,该标签一直传递到内存控制器。当加载的指针返回内存控制器时,则提取指针、发出预取请求。实验结果表明,ILAMP技术与无ILAMP情况相比,ILAMP技术降低DRAM读请求的平均访问延迟的平均值约为15%,预取精度高于77%,访存带宽增加10%左右,硬件开销约为1k B。

关键词：链式数据指针追逐指令标签数据预取增强型内存控制器

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高可靠处理器微体系结构设计空间的快速搜索

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高技术通讯 2014年第9期24卷 887-894页

作者：尹一笑章隆兵肖俊华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 龙芯中科技术有限公司北京100190

同一个程序运行在不同微体系结构配置的处理器上时,不同处理器的软错误率通常会有非常大的差别。所以,为了设计高可靠处理器,对处理器微体系结构设计空间进行搜索,选择出高可靠的配置,是至关重要的。然而,目前的处理器软错误率预测方法... 详细信息

同一个程序运行在不同微体系结构配置的处理器上时,不同处理器的软错误率通常会有非常大的差别。所以,为了设计高可靠处理器,对处理器微体系结构设计空间进行搜索,选择出高可靠的配置,是至关重要的。然而,目前的处理器软错误率预测方法忽视了执行程序的影响,导致微体系结构设计空间搜索仍然需要大量周期精确的模拟。因此,本文提出了基于同时考虑程序固有特征(与微体系结构无关的程序特征)和处理器微体系结构配置而构建的统一的软错误率预测模型的设计空间快速搜索方案。该方案对新程序或新处理器配置都不需要额外的周期精确的模拟就可以准确预测软错误率,从而极大地缩短了高可靠处理器微体系结构设计空间的搜索时间。对SPEC CPU2000基准测试程序的实验结果表明,与基于反应构建软错误率预测模型的方案相比较,该方案搜索高可靠处理器微体系结构设计空间所需的模拟时间减少了99.8%。

关键词：软错误程序固有特征预测模型设计空间搜索

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稳定的最短路径树及其构造算法

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计算机工程与科学 2016年第3期38卷 418-424页

作者：杨晓花武继刚史雯隽赵国栋天津工业大学计算机科学与软件学院天津300387 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

构建最短路径树是动态网络研究的重要问题之一。在动态网络中,当边状态发生变化时会引发最短路径树动态的重新构建,反复地计算不仅消耗大量时间,也会导致最短路径树的频繁变化。提出一种稳定的最短路径树构造算法,使得构造的路径树在动... 详细信息

构建最短路径树是动态网络研究的重要问题之一。在动态网络中,当边状态发生变化时会引发最短路径树动态的重新构建,反复地计算不仅消耗大量时间,也会导致最短路径树的频繁变化。提出一种稳定的最短路径树构造算法,使得构造的路径树在动态网络上更稳定,即更新最短路径树所需的操作数更少。该算法通过记录频繁变化的不稳定边并尽可能避免将其加入最短路径树中,从而能够高效地减少边变化带来的操作。实验结果表明,与传统的动态最短路径树算法相比,该算法可以得到更稳定的最短路径树,并且更新时间减少了57.24%,结点更新次数降低了43.6%。

关键词：最短路径树动态网络重新构建稳定的

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树形网络中的副本更新策略及算法

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计算机工程与科学 2015年第3期37卷 440-445页

作者：王旭武继刚侯睿天津工业大学计算机科学与软件学院天津300387 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

树形网络中的副本放置和更新是网络通讯中值得研究的重要问题之一。面对网络中数据访问需求的动态变化,好的副本放置和更新策略可以在保证服务质量的前提下有效减少网络运行及副本更新成本。针对此问题提出了两种贪心的动态副本更新策略... 详细信息

树形网络中的副本放置和更新是网络通讯中值得研究的重要问题之一。面对网络中数据访问需求的动态变化,好的副本放置和更新策略可以在保证服务质量的前提下有效减少网络运行及副本更新成本。针对此问题提出了两种贪心的动态副本更新策略,最大重用策略和请求覆盖策略。通过算法复杂度分析和仿真实验可以看出,所提出的两种算法的最坏时间复杂度为O(nlog n),远低于现有的使用动态规划求最优解的最坏时间复杂度O(n5),而网络运行及副本更新成本与最优解相差不超过11%。在极大地缩短了运算时间的同时,保持了尽可能低的网络运行及副本更新成本。

关键词：树形网络副本放置更新策略

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