检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2007年第7期19卷 1471-1475,1522页

作者：包云岗许建卫陈明宇樊建平中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室

模拟器是研究新型高性能计算机体系结构的一种快速、有效的手段。并行计算机体系结构模拟器SandFox是为了开展对网格化动态自组织体系结构(DSAG)研究而研制的新模拟器,在设计中采用模块化和层次化设计思想,通过四个层次的逐级模拟实现了... 详细信息

模拟器是研究新型高性能计算机体系结构的一种快速、有效的手段。并行计算机体系结构模拟器SandFox是为了开展对网格化动态自组织体系结构(DSAG)研究而研制的新模拟器,在设计中采用模块化和层次化设计思想,通过四个层次的逐级模拟实现了对DSAG结构全系统模拟,并体现了DSAG的结构特点如资源按需分配,资源部件管理,资源部件可重构等,模拟器自身也可以通过交互式界面动态调整系统配置。应用测试及对测试数据的分析,表明了SandFox模拟器的正确性、可扩展性与动态性。

关键词： DSAG 模拟器 SandFox 高性能计算机

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龙芯2号微处理器的功能验证

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计算机研究与发展 2006年第6期43卷 974-979页

作者：张珩沈海华中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室

开发龙芯2号这样的高性能通用处理器是一项极其复杂的艰巨任务·龙芯2号处理器的设计规模和复杂度比龙芯1号增加了许多倍,如何保证设计的正确性是一个重大挑战·简单的系统级测试已经不能满足设计的需要,这就要求采用多种有效... 详细信息

开发龙芯2号这样的高性能通用处理器是一项极其复杂的艰巨任务·龙芯2号处理器的设计规模和复杂度比龙芯1号增加了许多倍,如何保证设计的正确性是一个重大挑战·简单的系统级测试已经不能满足设计的需要,这就要求采用多种有效的、先进的验证方法和工具帮助设计者尽可能早的发现和改正设计错误·主要介绍了在龙芯2号处理器的设计开发过程中采用的功能验证流程和主要验证方法·模拟仿真是主要的验证手段,新的形式化验证方法也应用到了验证流程当中·

关键词：功能验证结构验证处理器设计模拟仿真形式化验证

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基于区域平均执行时间和数据依赖信息的可能并行区域识别

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计算机学报 2008年第10期31卷 1745-1753页

作者：张超王蕾向晓娅冯晓兵中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室

随着多核处理器逐渐成为处理器发展的新趋势,为了持续提高程序性能,必须并行执行应用程序.传统的自动并行技术能够很好地并行科学计算应用中的规则循环,但对于含有大量函数调用和指针引用的不规则程序,目前还不能有效地对其实施并行.针... 详细信息

随着多核处理器逐渐成为处理器发展的新趋势,为了持续提高程序性能,必须并行执行应用程序.传统的自动并行技术能够很好地并行科学计算应用中的规则循环,但对于含有大量函数调用和指针引用的不规则程序,目前还不能有效地对其实施并行.针对这一现状,文中提出了基于区域平均执行时间和数据依赖信息的可能并行区域识别方法来对一些不规则程序实施高效并行,主要贡献如下:(1)自动识别程序中的多种并行性,不仅包括传统并行性分析中的循环迭代间的细粒度并行性,而且也包括传统并行性分析尚不能有效处理的循环体和函数调用点间的粗粒度并行性.对于程序中蕴含的众多并行性,文中基于区域平均执行时间实施收益分析来选择合适的并行区域实施并行;(2)自动识别可能并行区域间数据依赖关系的数量、类型以及导致数据依赖关系的程序变量.基于文中的分析结果,作者使用面向行为的投机并行系统(behavior oriented parallelism)对SPEC2006中的4个测试用例实现了并行化.并行化后的程序在Intel和AMD多核处理器上分别得到了300%和260%的平均性能加速.

关键词：可能并行区域区域平均执行时间数据依赖信息投机并行

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数据流Java并行程序设计模型的设计、实现及运行时优化

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软件学报 2008年第9期19卷 2181-2190页

作者：刘弢范彬吴承勇张兆庆中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室

提出了一种具有数据流特征的Java并行程序设计模型,并针对该模型提出了一种基于运行时信息反馈的自适应优化算法,使得运行时系统可以利用数据流程序所暴露出的数据并行性,加速程序的运行.此外,在该模型中加入了数据流多态的概念,扩展了... 详细信息

提出了一种具有数据流特征的Java并行程序设计模型,并针对该模型提出了一种基于运行时信息反馈的自适应优化算法,使得运行时系统可以利用数据流程序所暴露出的数据并行性,加速程序的运行.此外,在该模型中加入了数据流多态的概念,扩展了该模型的面向对象特性.在一个实际的开放源码Java虚拟机中实现了上述程序设计模型及优化方法.在实际多核多线程机器上的实验结果表明,所提出的程序设计模型及优化能够充分利用硬件的并行处理能力,显著地提高了程序的性能.

关键词：数据流并行程序设计模型可管理运行时环境运行时优化

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龙芯2号处理器设计和性能分析

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计算机研究与发展 2006年第6期43卷 959-966页

作者：胡伟武张福新李祖松中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080

介绍龙芯2号处理器设计及其性能测试结果．龙芯2号采用四发射超标量超流水结构。片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB．为了充分发挥流水线的效率，龙芯2号实现了先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度等... 详细信息

介绍龙芯2号处理器设计及其性能测试结果．龙芯2号采用四发射超标量超流水结构。片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB．为了充分发挥流水线的效率，龙芯2号实现了先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度等乱序执行技术以及非阻塞的Cache访问和load Speculation等动态存储访问机制．龙芯2号处理器采用0．18gm的CMOS工艺实现，在正常电压下的最高工作频率为500MHz，500MHz时的实测功耗为3～5W．龙芯2号单精度峰值浮点运算速度为20亿a／秒，双精度浮点运算速度为10亿a／秒，SPECCPU2000的实测性能是龙芯1号的8～10倍，综合性能已经达到PentiumⅢ的水平．目前芯片样机能流畅运行完整的64位中文Linux操作系统，全功能的Mozilla浏览器、多媒体播放器和OpenOffice办公套件，可以满足绝大多数桌面应用的要求．

关键词：超标量流水线乱序执行转移猜测寄存器重命名动态调度非阻塞的cache load指令猜测执行性能分析

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激进域敏感基于合并的指针分析

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计算机学报 2009年第9期32卷 1722-1735页

作者：于洪涛张兆庆中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100190

指针分析是静态程序分析的基础,指针分析的精度直接影响后续的程序分析和优化.域敏感性用来描述指针分析是否需要区分结构体对象的不同域成员.文中提出一种激进的基于合并的域敏感指针分析方法,利用目标机器模型中的数据布局信息进行高... 详细信息

指针分析是静态程序分析的基础,指针分析的精度直接影响后续的程序分析和优化.域敏感性用来描述指针分析是否需要区分结构体对象的不同域成员.文中提出一种激进的基于合并的域敏感指针分析方法,利用目标机器模型中的数据布局信息进行高层分析,使用基地址和偏移的组合来激进地表示一个结构体域成员以能更精确地区分结构体的不同域成员.文中还对原有类型推导规则做了重要改进,尽量避免在合并类型变量时造成的精度损失.为了保证新类型推导规则的正确性,方法将所有的结构体赋值操作转换成对每个结构体成员的赋值操作.大量实验数据表明,该方法分析精度显著高于以往方法而运行开销几乎相当.该方法还将域成员的激进表示集成至编译器的中间表示中以获得可移植性.

关键词：域敏感的基于合并的 Steensgaard风格指针分析别名分析

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一种高性能北桥芯片的设计及性能分析

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计算机研究与发展 2007年第9期44卷 1501-1509页

作者：曾洪博胡明昌李文蔡飞唐志敏中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080

计算机系统整体性能的提高不仅仅依赖于处理器计算能力的提升也需要高性能芯片组的有力支持.芯片组承担着CPU和外围设备通信的重任,而且目前大多数系统中采用把内存控制器集成在北桥中的方法,这更加突出了北桥在访存性能以至于在整个系... 详细信息

计算机系统整体性能的提高不仅仅依赖于处理器计算能力的提升也需要高性能芯片组的有力支持.芯片组承担着CPU和外围设备通信的重任,而且目前大多数系统中采用把内存控制器集成在北桥中的方法,这更加突出了北桥在访存性能以至于在整个系统中的关键作用.以高性能为目标,龙芯2C处理器配套北桥芯片NB2005的设计和优化采用了很多新的方法和技术,其中包括根据程序行为进行动态Page管理的内存控制电路,一种与内存控制电路状态相结合的预取策略和具备高吞吐量低延迟的PCI通道设计等.性能测试和分析表明,搭配NB2005的龙芯2C系统访存带宽要比搭配Marvell GT64240北桥的系统提高40%以上,运行SPEC CPU2000浮点和定点程序的性能分别提高了12.2%和2.5%,磁盘I/O的性能也提高了30%.

关键词：北桥芯片组龙芯2处理器内存控制器 PCI

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龙芯1号处理器结构级功耗评估有效性分析

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计算机辅助设计与图形学学报 2007年第9期19卷 1190-1195页

作者：冯子军肖俊华胡伟武中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室中国科学院研究生院北京100049

结合龙芯1号处理器实际设计过程,介绍了处理器功耗评估的方法和功耗模型,分别对结构级、电路级功耗评估和实际芯片3种情况进行测试程序仿真.经过量化分析和比较表明:结构级功耗评估具有仿真速度快、评估结果误差和测试程序相关,并且同... 详细信息

结合龙芯1号处理器实际设计过程,介绍了处理器功耗评估的方法和功耗模型,分别对结构级、电路级功耗评估和实际芯片3种情况进行测试程序仿真.经过量化分析和比较表明:结构级功耗评估具有仿真速度快、评估结果误差和测试程序相关,并且同一测试程序误差能够追随电路级功耗评估等特点,说明了龙芯1号处理器进行结构级功耗评估的有效性.采用该方法可显著提高低功耗处理器结构的设计效率.

关键词：功耗评估功耗模型有效性集成电路处理器设计

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无线传感器网络时间同步新技术

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计算机研究与发展 2008年第1期45卷 138-145页

作者：徐朝农徐勇军李晓维中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室中国科学院计算技术研究所传感器网络实验室北京100080

时间同步是无线传感器网络的基本中间件之一.最近,许多基于时间信息交换的时间同步协议已被提出.然而,在大规模无线传感器网络中,同步误差随跳距的累积问题和可扩展性需求是传统的时间同步技术面临的主要挑战.为了应对这两个挑战,无线... 详细信息

时间同步是无线传感器网络的基本中间件之一.最近,许多基于时间信息交换的时间同步协议已被提出.然而,在大规模无线传感器网络中,同步误差随跳距的累积问题和可扩展性需求是传统的时间同步技术面临的主要挑战.为了应对这两个挑战,无线传感器网络的研究者们开始关注古老的萤火虫同步技术和最近才被提出的协作同步技术.直到最近,尤其是在Strogatz和Mirollo模型被提出以后,古老的萤火虫同步技术才在单跳网络内取得了突破性进展.而在多跳网络中,虽然已有大量的实验和仿真,但其收敛性仍有待从理论上进行研究.基于新颖的空间平均而非传统的时间平均的思想,协作同步技术为无线传感器网络时间同步提供了另外一个新的解决方案,尽管目前对其的研究仍停留于仿真阶段.介绍了萤火虫同步技术和协作同步技术的基本思想和目前在无线传感器网络中的研究及应用现状,并探讨了未来可能的研究方向.

关键词：无线传感器网络时间同步萤火虫同步协作同步同步性

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快速地址计算的自适应栈高速缓存

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计算机研究与发展 2007年第1期44卷 169-176页

作者：郇丹丹李祖松王剑章隆兵胡伟武刘志勇中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室中国科学院研究生院北京100049

随着存储系统的访问速度与处理器运算速度的差距越来越显著,访存性能已成为提高处理器性能的瓶颈.通过对程序的访存行为进行分析,提出快速地址计算的自适应栈高速缓存方案.该方案将栈访问从数据高速缓存的访问中分离出来,充分利用栈空... 详细信息

随着存储系统的访问速度与处理器运算速度的差距越来越显著,访存性能已成为提高处理器性能的瓶颈.通过对程序的访存行为进行分析,提出快速地址计算的自适应栈高速缓存方案.该方案将栈访问从数据高速缓存的访问中分离出来,充分利用栈空间数据访问的特点,提高指令级并行度,减少数据高速缓存污染,降低数据高速缓存失效率,并采用快速地址计算策略,减少栈访问的命中时间.该栈高速缓存在发生栈溢出时能够自适应地关闭,以避免栈切换对处理器性能的影响.栈高速缓存标志中增加进程标识,进程切换时不需要将数据写到低层存储系统中,适用于多进程环境.SPEC CPU2000程序运行结果表明,采用快速地址计算的自适应栈高速缓存方案,25.8%的访存指令可以并行执行,数据高速缓存失效率平均降低9.4%,IPC值平均提高6.9%.

关键词：高速缓存栈快速地址计算自适应龙芯2号

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