检索结果-内蒙古大学图书馆

小型微型计算机系统 2014年第5期35卷 956-960页

作者：方名邓玉辉熊劲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

传统的静态资源配置方式在动态、突发性负载环境下导致了集群系统、数据中心等大规模系统中极低的资源利用率和极高的能量消耗.本文提出并设计了一个应对突发性负载的可能量感知的自适应Web集群系统.相对于传统的资源监测方式,本文提出... 详细信息

传统的静态资源配置方式在动态、突发性负载环境下导致了集群系统、数据中心等大规模系统中极低的资源利用率和极高的能量消耗.本文提出并设计了一个应对突发性负载的可能量感知的自适应Web集群系统.相对于传统的资源监测方式,本文提出了轻量级的基于Web访问连接数的敏感因子以实现对系统负载的实时捕捉,并以虚拟机为粒度实现系统的自适应配置,同时将系统中闲置的节点转入低能耗状态以降低整个系统的能耗.另外,本文还提出并实现了利用滞回控制来处理负载在短时间内出现的乒乓波动效应.实验结果表明该系统灵敏度高,稳定,而且在突发性负载情况下的节能效果明显.

关键词：可能量感知突发性负载 Web集群虚拟机敏感因子

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面向训练的卷积神经网络加速器设计

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高技术通讯 2023年第6期33卷 568-580页

作者：杨灿王重熙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

随着深度神经网络的广泛应用,对神经网络模型的训练速度需求也不断增长,各类面向训练的加速器应运而生。然而,在训练过程的各阶段,同一个层展现出了巨大的计算差异,计算差异性使得单一数据流结构的加速器在某些阶段的处理上达不到最高... 详细信息

随着深度神经网络的广泛应用,对神经网络模型的训练速度需求也不断增长,各类面向训练的加速器应运而生。然而,在训练过程的各阶段,同一个层展现出了巨大的计算差异,计算差异性使得单一数据流结构的加速器在某些阶段的处理上达不到最高的效率。而图形处理器(GPU)等通用性设计通常不能充分地利用各阶段操作的特性使得利用率较低。为了解决这个问题,本文针对卷积神经网络(CNN)训练不同阶段的操作,分别提出了高效的执行方案,设计了一个统一的加速器处理单元硬件结构,能够将所有阶段的执行方案高效地映射到其上运行,并以这个统一的处理单元为基础实现了一个高效的支持训练的卷积神经网络加速器。实验结果显示,基于4个常用的卷积神经网络模型,卷积层训练的前向过程、反向过程的运算资源利用率分别达到了77.6%、67.3%,相比于现有主流的利用Tensor核心加速深度学习任务的GPU,运算资源利用率提高了45.1%和41.7%。

关键词：神经网络训练加速器卷积神经网络(CNN)

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多核处理器系统I/O访存优化研究

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高技术通讯 2018年第6期28卷 488-499页

作者：李鹏曾露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京100195

本文提出了一种多核处理器自适应I/O直接缓存访问(ADCA)的方法以提升I/O访存的性能,降低对其他程序的影响。与传统直接缓存访问(DCA)不同的是,该方法利用了LRU栈特性,通过采样辅助标签目录的方式动态调整DCA可使用的cache空间,同时对I/... 详细信息

本文提出了一种多核处理器自适应I/O直接缓存访问(ADCA)的方法以提升I/O访存的性能,降低对其他程序的影响。与传统直接缓存访问(DCA)不同的是,该方法利用了LRU栈特性,通过采样辅助标签目录的方式动态调整DCA可使用的cache空间,同时对I/O数据的替换和写内存策略进行优化。实验结果表明,与DCA方式相比,该方式使得I/O带宽提升了大约10%,而与SPEC和采用直接内存访问(DMA)方式的网络测试程序同时运行相比,SPEC定点和浮点性能分别提升了11. 5%和8. 9%。

关键词：直接缓存访问(DCA) LRU栈特性自适应伪划分优先替换

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基于蒙特卡洛方法的触发器聚类布局算法

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高技术通讯 2017年第1期27卷 1-8页

作者：王昊刘臻王剑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京100095

针对触发器聚类的布局问题,提出了一种基于蒙特卡洛方法的触发器聚类布局算法。该方法的核心思想为设计合理的评分函数,并通过蒙特卡洛方法模拟触发器聚类在版图上的随机游走过程,获取样本,再通过评分函数评价样本质量,逐步地在可行域... 详细信息

针对触发器聚类的布局问题,提出了一种基于蒙特卡洛方法的触发器聚类布局算法。该方法的核心思想为设计合理的评分函数,并通过蒙特卡洛方法模拟触发器聚类在版图上的随机游走过程,获取样本,再通过评分函数评价样本质量,逐步地在可行域中搜索最优解。实验结果表明,相较于现有的方法,该方法在总线长与时序性能两方面,分别得到平均约9%与17%的改善与提升。此外,该方法具有较强的健壮性,适用于复杂度较高或者版图利用率较高的设计,并能够快速收敛,以较小的时间代价完成优化。

关键词：触发器聚类布局蒙特卡洛方法层次化设计方法

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基于龙芯3A2000处理器的高性能Goto BLAS库的实现

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高技术通讯 2016年第10期26卷 825-832页

作者：张华亮黄启印吴少校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

用Linpack测试集测试了计算机系统浮点性能,测试用函数运算库为Goto BLAS库。该库对Linpach的测试结果有很大影响。为了提高Goto BLAS性能,观察了Goto BLAS库在龙芯3A2000处理器平台的性能表现,分析了测试软件的执行流程、数据的处理方... 详细信息

用Linpack测试集测试了计算机系统浮点性能,测试用函数运算库为Goto BLAS库。该库对Linpach的测试结果有很大影响。为了提高Goto BLAS性能,观察了Goto BLAS库在龙芯3A2000处理器平台的性能表现,分析了测试软件的执行流程、数据的处理方法,根据处理器的结构特点,合理配置矩阵分块参数,优化核心循环的实现方案,同时采用软硬件数据预取技术及优化的内核TLB配置策略。在这些优化方法的共同作用下,仿真平台上核心函数的浮点部件效率超过90%。优化方案在本实验中取得了显著的效果。

关键词： Goto BLAS 性能优化 Linpack 矩阵运算数据预取

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基于神经网络预测模型的异构多核处理器调度

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高技术通讯 2015年第6期25卷 567-574页

作者：王磊陆超章隆兵王剑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

为了提高异构多核处理器的性能和资源利用率,研究了优化异构多核处理器的程序调度方法。针对异构多核处理器的特点,提出了一种基于神经网络的低开销程序性能预测的调度模型。该调度模型根据程序固有特征预测各个程序在不同处理器核上的... 详细信息

为了提高异构多核处理器的性能和资源利用率,研究了优化异构多核处理器的程序调度方法。针对异构多核处理器的特点,提出了一种基于神经网络的低开销程序性能预测的调度模型。该调度模型根据程序固有特征预测各个程序在不同处理器核上的性能,然后根据性能预测找出程序与处理器核之间的最优匹配方案进行调度。试验证明,该调度模型对于异构多核处理器的性能和能效都取得了很好的提升效果,超过了现有的轮转调度、抽样调度和性能影响评估(PIE)调度。相比于轮转调度,该调度模型在处理器性能和能效上分别取得了13.64%和10.78%的提升。

关键词：异构多核处理器多道程序程序固有特征神经网络预测模型基于神经网络的调度模型

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处理器访存子系统关键队列的性能建模

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高技术通讯 2020年第7期30卷 655-665页

作者：李文青吴畏章隆兵肖俊华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 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

处理器访存性能对其整体性能有着很大的影响,访存子系统的设计显得尤为重要。高性能超标量处理器的访存子系统中存在多个关键队列,如何快速进行设计折中,成为设计的关键。本文采用软件模拟器和回归模型结合的建模方法,提出了一个面向访... 详细信息

处理器访存性能对其整体性能有着很大的影响,访存子系统的设计显得尤为重要。高性能超标量处理器的访存子系统中存在多个关键队列,如何快速进行设计折中,成为设计的关键。本文采用软件模拟器和回归模型结合的建模方法,提出了一个面向访存子系统关键队列的回归分析模型,并设计实现了相应的访存子系统模拟器。将软件模拟器与目标处理器设计的现场可编程门阵列(FPGA)原型验证平台进行准确性校准,并采用回归模型对软件模拟器的模拟数据进行分析,结果表明:实验验证结果稳定且对于所测试程序误差在10%以内。该建模方法可以量化分析访存子系统中关键队列大小与性能之间的关系,有效扩大硬件设计空间探索的范围,加快高性能处理器访存子系统的优化设计。

关键词：处理器设计空间探索访存子系统软件模拟器回归模型

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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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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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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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