检索结果-内蒙古大学图书馆

2014年中国高性能计算机发展现状分析与展望

数据与计算发展前沿 2015年第1期 89-96页

作者：张云泉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

本文根据2014年11月发布的中国高性能计算机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、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于天河二号超级计算机的发布,中国TOP100的平均Linpack性能已经从两年前的... 详细信息

本文根据2014年11月发布的中国高性能计算机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、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于天河二号超级计算机的发布,中国TOP100的平均Linpack性能已经从两年前的落后一年变为比国际TOP500平均Linpack性能高的局面,且TOP100的入门性能门槛也第一次超过TOP500。在此基础上,根据十三届排行榜积累的性能数据和能够得到的其他公开历史数据,对未来几年中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。根据新的数据和实际情况,经修正后我们认为,累计Linpack性能将在2015年到2016年间达到100Petaflops,比我们原来预期的晚;峰值100Petaflops的机器将在2015年到2016年间出现;峰值Exaflops的机器将在2019年到2020年间出现,比我们原来预期的晚2年。单台机器峰值超过累计Linpack性能的情况出现在2018到2019年间。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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基于改进细胞链表算法的分子动力学模拟性能优化模型

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计算机科学 2013年第2期40卷 12-15页

作者：金明灿胡长军李建江苗庆松北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 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京100083 平壤机械大学信息工程学院平壤70050

在改进的细胞链表算法中,细胞大小的减少会降低该算法的通信量和粒子之间距离计算的次数,同时会增加邻居细胞的数量。多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法。将改进细胞链表算法的基本思想应用到多细胞分子动力学... 详细信息

在改进的细胞链表算法中,细胞大小的减少会降低该算法的通信量和粒子之间距离计算的次数,同时会增加邻居细胞的数量。多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法。将改进细胞链表算法的基本思想应用到多细胞分子动力学算法中,推导出了一个分子动力学模拟性能评价模型,并据此提出一个优化模型来加速分子动力学模拟。实验结果表明,根据该优化模型确定的细胞大小可以提高分子动力学模拟程序的性能。

关键词：并行计算细胞链表算法多细胞分子动力学算法性能评价细胞大小的优化

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PCIE协议栈模拟验证平台的设计和实现

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计算机工程 2015年第6期41卷 287-293页

作者：张良王天成王健李华伟郭建湘潭大学材料与光电物理学院湖南湘潭411105 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

Intel提出的第三代总线技术PCI Express在结构上可以满足计算机系统的发展对总线带宽的要求,基于PCIE的设计得以蓬勃发展,对PCIE的验证也成为So C功能验证的重要组成部分。为此,设计并实现一种状态图和覆盖率组合驱动的自动化验证平台,... 详细信息

Intel提出的第三代总线技术PCI Express在结构上可以满足计算机系统的发展对总线带宽的要求,基于PCIE的设计得以蓬勃发展,对PCIE的验证也成为So C功能验证的重要组成部分。为此,设计并实现一种状态图和覆盖率组合驱动的自动化验证平台,主要包括激励生成、自动检测和覆盖率分析机制,并将其应用于一款基于PCIE接口的协议栈芯片的功能验证。实验结果表明,该验证平台具有较好的激励生成机制,能够对协议栈芯片进行全面验证,同时具有较好的复用性、可扩展性,可以对多个协议栈的互连进行验证。

关键词：功能验证 PCIE协议栈协议栈验证功能覆盖率约束随机模拟激励生成

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2016年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2016年第6期 86-94页

作者：张云泉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

本文根据2016年11月发布的中国高性能计算机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、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于神威太湖之光超级计算机的发布,中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比... 详细信息

本文根据2016年11月发布的中国高性能计算机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、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于神威太湖之光超级计算机的发布,中国TOP100的平均Linpack性能继续保持比国际TOP500平均Linpack性能高的局面,且TOP100的入门性能门槛仍然超过TOP500。随着联想对IBM X86服务器并购的完成,中国TOP100上的超级计算系统已经几乎全部都是国产超算系统,曙光、联想和浪潮三强争霸的局面已经形成。在此基础上,本文根据十五届排行榜积累的性能数据和能够得到的其他公开历史数据,对未来几年中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。我们去年的预测累计Linpack性能将在2016年间达到100Petaflops和峰值100Petaflops的机器将在2016年出现都成功实现,预测准确。根据新的数据,我们认为:累计Linpack性能将在2017年到2018年间达到1000Petaflops,峰值Exaflops的机器将在2018年到2019年间出现。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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基于双向哈希链表的异构内存页迁移机制

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中国科学：信息科学 2019年第9期49卷 1138-1158页

作者：裴颂文姬燕飞沈天马刘海坤上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 复旦大学管理学院上海200433 华中科技大学计算机学院武汉430074 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

随着大数据技术的快速发展,大规模访问存储器的需求随之剧增,导致访问动态随机访问存储器DRAM的高耗能问题越来越突出.大容量、低能耗的非易失性内存NVM技术逐渐成熟,有望被广泛应用于异构内存计算机系统.基于访问内存页的历史记录,本... 详细信息

随着大数据技术的快速发展,大规模访问存储器的需求随之剧增,导致访问动态随机访问存储器DRAM的高耗能问题越来越突出.大容量、低能耗的非易失性内存NVM技术逐渐成熟,有望被广泛应用于异构内存计算机系统.基于访问内存页的历史记录,本文针对异构内存系统提出了一种双向哈希链表的异构内存页迁移机制(THMigrator),将频繁访问的内存页从PCM或STT-RAM迁移到DRAM,并用能效分析模型(EEAM)评估了异构内存系统的能效.实验结果表明, THMigrator迁移机制比采用多级队列迁移机制MQMigrator的系统计算性能提升了9.3%,系统平均能效比提升了17%;THMigrator比采用随机迁移机制CoinMigrator的系统平均能效比提升了26%.

关键词：页迁移双向哈希链表异构系统非易失性内存迁移方法

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基于国产PuDianNao芯片的向量函数库优化

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郑州大学学报（工学版） 2023年第1期44卷 31-37页

作者：杨指政杜子东文渊博郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450001 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 中国科学技术大学计算机学院安徽合肥230026

目前国产人工智能处理器PuDianNao芯片上的向量数学函数只能依靠循环调用标量函数来实现,该方法性能比较低。基于PuDianNao芯片提出了3种优化方法。方法一为插值方法;方法二为SIMD加掩码方法;方法三基于PuDianNao的硬件阵列结构,使用VLI... 详细信息

目前国产人工智能处理器PuDianNao芯片上的向量数学函数只能依靠循环调用标量函数来实现,该方法性能比较低。基于PuDianNao芯片提出了3种优化方法。方法一为插值方法;方法二为SIMD加掩码方法;方法三基于PuDianNao的硬件阵列结构,使用VLIW指令操作阵列中的每个处理单元,封装出SIMT编程模型,提出了暴露分支范围和分支扁平化的编程方法。对以上3种方法进行精度和性能测试,对比实验结果表明,方法三具有最好的精度和性能。使用方法三实现基于国产PuDianNao芯片的向量数学函数库PuDianNao-VecMath,解决了数学函数多分支结构难以向量化的难题。该函数库精度性能较好、功能稳定、运行正确,提供的接口包括取整函数、超越函数、比较函数、激活函数等常见基础数学库函数。在精度上,将函数定义域区间全数据作为输入,运算结果和标量函数在CPU i7运行的结果进行对比。结果表明,单精度版本最大ULP值为2,半精度版本最大ULP值为1。性能与使用标量循环相比有较大提高,单精度版本相对于标量循环平均加速比平均值为18.26,最大加速比为35.90;半精度版本平均加速比平均值为15.65,最大加速比为30.11。

关键词：向量化函数 PuDianNao-VecMath 国产人工智能处理器暴露分支范围和分支扁平化

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基于指令模板的通用处理器约束随机指令生成方法

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计算机工程 2015年第10期41卷 309-313页

作者：刘婧王天成王健李华伟湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105 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

随着集成电路设计的复杂度越来越高,功能验证成为设计流程中的瓶颈。而通用处理器是集成电路中功能最为复杂的设计之一,对其功能验证提出更高要求。为此,给出一种约束随机指令生成方法,对ARMv8处理器进行模拟验证。从指令集中提取指令模... 详细信息

随着集成电路设计的复杂度越来越高,功能验证成为设计流程中的瓶颈。而通用处理器是集成电路中功能最为复杂的设计之一,对其功能验证提出更高要求。为此,给出一种约束随机指令生成方法,对ARMv8处理器进行模拟验证。从指令集中提取指令模板,用指令模板生成合法的ARMv8指令,通过调整约束支持各种功能场景的验证。基于结果自动比对的验证环境,对处理器进行充分验证,发现58处设计错误,可用在后续的FPGA硬件仿真中。验证结果表明,该方法可得到90%的结构覆盖率。

关键词：功能验证通用处理器指令模板指令生成约束随机指令

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单精度浮点数累加和误差研究

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计算机应用 2013年第6期33卷 1531-1533,1539页

作者：陈天超冯百明兰州职业技术学院信息工程系兰州730070 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 西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070

计算机中进行浮点数加法运算时,需要进行对阶和右规格化操作,该操作会进行舍入处理,这种处理过程会产生误差,浮点数累加运算会造成误差的累积,导致计算结果精度不够甚至计算结果错误。通过实验手段研究单精度浮点数累加过程中不同结合... 详细信息

计算机中进行浮点数加法运算时,需要进行对阶和右规格化操作,该操作会进行舍入处理,这种处理过程会产生误差,浮点数累加运算会造成误差的累积,导致计算结果精度不够甚至计算结果错误。通过实验手段研究单精度浮点数累加过程中不同结合顺序对浮点数累加和误差的影响,探索结合顺序导致计算误差的规律,为多核计算、GPU计算、多处理器计算等计算范型和计算结构提供选择结合方法的依据,便于发挥其并行计算的优势。

关键词：单精度浮点数累加和误差结合顺序右规格化

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基于CUDA的BP算法并行化与实例验证

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计算机工程与应用 2013年第23期49卷 31-34,51页

作者：孙香玉冯百明杨鹏斐西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070 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

CUDA是应用较广的GPU通用计算模型，BP算法是目前应用最广泛的神经网络模型之一。提出了用CUDA模型并行化BP算法的方法。用该方法训练BP神经网络，训练开始前将数据传到GPU，训练开始后计算隐含层和输出层的输入输出和误差，更新权重和... 详细信息

CUDA是应用较广的GPU通用计算模型，BP算法是目前应用最广泛的神经网络模型之一。提出了用CUDA模型并行化BP算法的方法。用该方法训练BP神经网络，训练开始前将数据传到GPU，训练开始后计算隐含层和输出层的输入输出和误差，更新权重和偏倚的过程都在GPU上实现。将该方法用于手写数字图片训练练实验，与在四核CPU上的训练相比，加速比为6．12～8．17。分别用在CPU和GPU上训练得到的结果识别相同的测试集图片，GPU上的训练结果对图片的识别率比CPU上的高0．05％～0．22％。

关键词：向后传播算法并行化计算统一设备架构手写数字训练

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面向多位扫描单元的可诊断性设计方法

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郑州大学学报（理学版） 2021年第1期53卷 80-87页

作者：国欣祯井鹏飞叶靖黄正峰李晓维李华伟合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230601 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 中国科学院大学人工智能学院北京100190 中国科学院大学北京100190

提出了面向多位扫描单元的扫描链重连可诊断性设计方法,在满足多位扫描单元约束与后端设计限制的情况下,利用启发式算法实现了扫描单元分配优化。在ISCAS′89基准电路的实验结果表明,采用所提方法对含有多位扫描单元的电路进行优化后,b1... 详细信息

提出了面向多位扫描单元的扫描链重连可诊断性设计方法,在满足多位扫描单元约束与后端设计限制的情况下,利用启发式算法实现了扫描单元分配优化。在ISCAS′89基准电路的实验结果表明,采用所提方法对含有多位扫描单元的电路进行优化后,b17电路SA-0和SA-1故障的平均诊断分辨率分别为优化前的12.59倍和13.37倍;s38417电路SA-0和SA-1故障的平均诊断分辨率分别为优化前的19.95倍和3.04倍。

关键词：多位扫描单元故障诊断敏感单元

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