检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机科学 2020年第11期47卷 286-293页

作者：郭子亭张文力陈明宇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 鹏城实验室广东深圳518055

研究表明,在大规模的网络服务系统中,网络延迟往往表现出长尾效应,即存在一定比例的延迟远大于网络的平均延迟。延迟的长尾引起了广泛的关注,长尾效应会严重影响用户体验和内容供应商收益,尤其在对延迟敏感的大型交互式网络应用中。因此... 详细信息

研究表明,在大规模的网络服务系统中,网络延迟往往表现出长尾效应,即存在一定比例的延迟远大于网络的平均延迟。延迟的长尾引起了广泛的关注,长尾效应会严重影响用户体验和内容供应商收益,尤其在对延迟敏感的大型交互式网络应用中。因此,网络服务系统研究的重点经历了从关注吞吐量和平均延迟到关注系统的尾延迟的变化。然而,现有的理论模型大多关注平均延迟,难以用来分析网络服务延迟的尾部特征,复杂网络服务中的尾延迟时间计算缺乏形式化的建模和计算方法。文中提出了一种将复杂的网络抽象为以M/M/1排队模型为基础的排队网络模型的方法,在该模型的基础上给出了串联、并行场景下逗留时间尾延迟分布的表达式,同时分析了当模型中个别子部件发生变化时对系统整体尾延迟的影响,并将模型预测结果和仿真网络的结果进行对比,误差不超过2%。

关键词：尾延迟建模 M/M/1 串联并行

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基于DRAM牺牲Cache的异构内存页迁移机制

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计算机研究与发展 2022年第3期59卷 568-581页

作者：裴颂文钱艺幻叶笑春刘海坤孔令和上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 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 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 上海交通大学计算机科学与工程系上海200240

当海量数据请求访问异构内存系统时,异构内存页在动态随机存储器(dynamic random access memory, DRAM)和非易失性存储器(non-volatile memory, NVM)之间进行频繁的往返迁移.然而,应用于传统内存页的迁移策略难以适应内存页"冷&quo... 详细信息

当海量数据请求访问异构内存系统时,异构内存页在动态随机存储器(dynamic random access memory, DRAM)和非易失性存储器(non-volatile memory, NVM)之间进行频繁的往返迁移.然而,应用于传统内存页的迁移策略难以适应内存页"冷""热"度的快速动态变化,这使得从DRAM迁移至NVM的"冷"页面可能在短时间内变"热"从而产生大量冗余的迁移操作.当前的相关研究都仅着眼于正在执行迁移的页面而忽视了等待迁移和完成迁移的页面,且判断"冷""热"程度的标准不一,使得冗余的迁移大量产生.因此,提出了一个基于DRAM牺牲Cache的异构内存页迁移机制(VC-HMM),使用非易失性存储器中工艺较为成熟的相变存储器(phase change memory, PCM),通过在DRAM和PCM之间增加一个由DRAM构成的小容量牺牲Cache将系统主存DRAM中变"冷"的页面迁移到牺牲Cache中,以避免主存页面在短时间内再次变"热"而造成的冗余迁移.同时,还使得迁回PCM的部分页面不需要写回,减少PCM存储单元的写入操作次数,延长PCM的使用寿命.另外,对于不同的工作负载,VC-HMM可以自适应设置迁移操作的参数,增加迁移的合理性.实验结果表明:与其他迁移策略(CoinMigrator, MQRA,THMigrator)相比,VC-HMM平均减少了至少62.97%的PCM写操作次数、22.72%的平均访问时延、38.37%的重复迁移操作以及3.40%的系统能耗.

关键词： VC-HMM 异构内存系统 DRAM牺牲Cache 内存页迁移非易失性存储器

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2021年中国高性能计算机发展现状分析

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计算机工程与科学 2021年第12期43卷 2091-2097页

作者：袁国兴张云泉袁良北京应用物理与计算数学研究所北京100088 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京100191

根据2021年11月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域和部署机构等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。

关键词：高性能计算机性能排行榜测评技术

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基于ARM的图像几何变换算法库实现和优化技术研究

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计算机科学 2022年第10期49卷 10-17页

作者：王麓涵贾海鹏张云泉张广婷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科学与技术学院北京100049

高性能原语基础算法库(Intel■Integrated Performance Primitives, Intel IPP)是面向信号、图像处理领域的高性能多媒体加速库。然而,截至目前,暂时没有基于ARM架构的高性能IPP库。文中针对镜像变换、重映射、仿射、透视变换等基础图... 详细信息

高性能原语基础算法库(Intel■Integrated Performance Primitives, Intel IPP)是面向信号、图像处理领域的高性能多媒体加速库。然而,截至目前,暂时没有基于ARM架构的高性能IPP库。文中针对镜像变换、重映射、仿射、透视变换等基础图像几何变换算法,实现了一个基于ARM计算平台的高性能算法库PerfIPP,并通过SIMD汇编优化、内存对齐、数据预计算、高性能矩阵转置等优化技术,显著提升了上述算法的性能。同时,通过对比不同指令组合、不同指令排列、不同取数存储方式等所带来的性能差异,总结图像几何变换算法在ARM计算平台上实现与优化的关键技术。实验结果表明,在华为鲲鹏920平台上,相比开源计算机视觉库OpenCV,PerfIPP在满足精度要求的同时,在上述基础图像几何变换上获得了108.08%~435.5%的性能提升,并达到了在英特尔至强E5-2640处理器上Intel IPP库平均性能的83.79%。

关键词： IPP ARM NEON Intrinsic 几何变换插值

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高性能GPU模拟器驱动设计研究

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高技术通讯 2020年第5期30卷 435-442页

作者：赵士彭张立志赵皓宇苏孟豪刘苏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 中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 龙芯中科技术有限公司北京100190

在研究GPU驱动设计时,考虑到驱动的开发量较大,提出了一种基于Mesa开源驱动框架的GPU模拟器驱动设计方法,在Mesa开源驱动的开发框架下,实现了一整套高性能GPU模拟器的驱动设计。本设计可适配OpenGL等多款应用程序接口(API),同时基于开... 详细信息

在研究GPU驱动设计时,考虑到驱动的开发量较大,提出了一种基于Mesa开源驱动框架的GPU模拟器驱动设计方法,在Mesa开源驱动的开发框架下,实现了一整套高性能GPU模拟器的驱动设计。本设计可适配OpenGL等多款应用程序接口(API),同时基于开源框架,大幅减小了开发难度。为了适配GPU模拟器的可编程性,在驱动设计中还集成了GPU的编译器设计,可将GLSL等编程语言转换为GPU中着色器的汇编代码,由着色器进行计算。根据模拟器驱动设计,提出了一套高性能GPU模拟器的接口设计,为模拟器各个模块提供了一套可读的驱动接口,指导了模拟器的结构设计。

关键词：开源驱动应用程序接口(API) 驱动设计 GPU模拟器模拟器接口

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面向网络的快速容错恢复技术

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计算机工程与设计 2018年第9期39卷 2701-2706页

作者：张志敏吴军严明玉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计算机体系结构国家重点实验室北京100190 北京控制工程研究所北京100190 中国科学院大学计算机与控制学院北京100190

多节点系统的容错设计面临较大挑战,降低容错成本和提高容错实时性成为主要研究目的。介绍面向SpaceWire网络的多节点容错恢复技术研究工作,引进任务动态迁移机制,从体系结构角度,研究检查点设置、故障发现、实时任务迁移、任务恢复等技... 详细信息

多节点系统的容错设计面临较大挑战,降低容错成本和提高容错实时性成为主要研究目的。介绍面向SpaceWire网络的多节点容错恢复技术研究工作,引进任务动态迁移机制,从体系结构角度,研究检查点设置、故障发现、实时任务迁移、任务恢复等技术,突破检查点设置与卷回、任务动态恢复、消息重定向、任务迁移策略等关键技术。实测结果表明,从故障发现到任务迁移恢复平均时间为278ms,比传统任务时间提高了一个数量级,实现了一种多节点系统容错快速恢复技术途径。

关键词：多机系统容错设计任务迁移 SpaceWire网络 VxWorks操作系统

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面向Internet数据中心的资源管理

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软件学报 2012年第2期23卷 179-199页

作者：张伟宋莹阮利祝明发肖利民软件开发环境国家重点实验室(北京航空航天大学) 北京100191 北京航空航天大学计算机学院北京100191 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 轨道交通控制与安全国家重点实验室(北京交通大学) 北京100044

Internet数据中心向多元化、智能化、自动化、规模化与标准化道路发展,其规模越来越大、越来越复杂,这为如何有效管理资源带来极大的冲击与挑战.当前,资源管理已成为Internet数据中心亟待解决的重要问题,其重要性与紧迫性已不容忽视.分... 详细信息

Internet数据中心向多元化、智能化、自动化、规模化与标准化道路发展,其规模越来越大、越来越复杂,这为如何有效管理资源带来极大的冲击与挑战.当前,资源管理已成为Internet数据中心亟待解决的重要问题,其重要性与紧迫性已不容忽视.分析了Internet数据中心资源管理面临的两大挑战:(1)满足并发多应用SLAs(service level agreements)的兼容性;(2)提高系统服务的能量有效性.以挑战为主线,对近十几年来国内外在满足SLA、降低功耗、同时满足SLA和降低功耗方面所取得的资源管理研究成果进行了全面的概括总结和分析,最后进行总结并对未来的研究发展趋势提出观点.

关键词：数据中心资源管理 SLA(service level agreement) 功耗虚拟化

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2018年中国高性能计算机发展现状分析

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计算机工程与科学 2018年第12期40卷 2097-2102页

作者：袁国兴张云泉袁良北京应用物理与计算数学研究所北京100088 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

本文根据2018年10月发布的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域、部署机构等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。

关键词：高性能计算机性能排行榜测评技术

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提升高性能计算程序性能可移植性的领域特定语言

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高技术通讯 2020年第2期30卷 141-149页

作者：李韦文渊博孙广中陈云霁中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 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 上海寒武纪信息科技有限公司上海201203

高性能计算(HPC)应用程序大多基于标准函数库和编译制导语句进行编写,这种做法可以有效提升高性能计算应用的可编程性和可移植性。相比传统优化方法中针对单个函数库进行优化,本文的研究将优化注意力放到不同函数库调用之间,提出了一种... 详细信息

高性能计算(HPC)应用程序大多基于标准函数库和编译制导语句进行编写,这种做法可以有效提升高性能计算应用的可编程性和可移植性。相比传统优化方法中针对单个函数库进行优化,本文的研究将优化注意力放到不同函数库调用之间,提出了一种用于高性能函数库的领域特定语言及编译器,实现了对原始C代码的源代码到源代码优化,解决了因为胶水代码而产生的高性能计算程序性能可移植性欠佳的问题。实验结果表明,在真实应用中,使用支持该领域特定语言的编译器,在通用处理器硬件架构上,可以取得相比原始版本最高4.89倍的优化加速;而在实验性的异构高峰值加速器架构上,可以取得最高8.21倍的优化加速。

关键词：高性能计算(HPC) 可移植性胶水代码领域特定语言编译器

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一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法

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计算机科学 2020年第1期47卷 31-39页

作者：龚彤艳张广婷贾海鹏袁良贵州财经大学信息学院贵阳550025 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

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是最重要的基础算法之一,在科学计算、信号处理、图像处理等领域都有着广泛的应用。随着这些应用领域对实时性需求的进一步提高,FFT算法面临着越来越高的性能要求。在现有的FFT算法库中,FFT... 详细信息

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是最重要的基础算法之一,在科学计算、信号处理、图像处理等领域都有着广泛的应用。随着这些应用领域对实时性需求的进一步提高,FFT算法面临着越来越高的性能要求。在现有的FFT算法库中,FFT算法的求解速度和计算精度受到一定程度的限制,而且也少有研究者对偶数基Cooley-Tukey FFT的高性能实现提出相应的优化策略并对技术进行深入研究。基于此,文中提出了一套针对偶数基的Cooley-Tukey FFT的优化策略和方法。首先构建一个SIMD(Single Instruction Multiple Data)友好、支持混合基的蝶形网络,然后根据偶数基旋转因子特性最大限度地降低蝶形计算的复杂度,接着通过SIMD汇编优化、汇编指令重排及选择、寄存器分配策略制定、高性能矩阵转置算法等方法来优化应用,最后实现一个高性能的FFT算法库。目前,最流行、应用最广的FFT有FFTW和Intel MKL。实验结果表明,在X86计算平台上,新提出的这套针对偶数基Cooley-Tukey FFT的技术所实现的FFT算法库的性能全面优于MKL和FFTW。所提出的这套高性能算法优化和实现技术体系,可推广到除偶数基以外的其他基的实现和优化上,为进一步的研究开发工作奠定一定的基础,进而突破FFT算法在硬件平台上的性能瓶颈,实现一套针对特定平台的高性能FFT算法库。

关键词：快速傅里叶变换算法偶数基蝶形计算优化蝶形网络优化 SIMD汇编优化高性能FFT库

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