检索结果-内蒙古大学图书馆

信息网络安全 2024年第10期24卷 1586-1594页

作者：姚萌萌王宇洪瑜平江南计算技术研究所无锡214063

文章以形式化分析方法证明协议安全为研究目的,以具有灵活性、开放性、可伸缩性等特性的SIP协议为研究对象,运用基于串空间理论改进的递归认证测试形式化分析方法,分析了一种BAN逻辑证明安全的SIP身份认证协商协议,发现了该协议执行过... 详细信息

文章以形式化分析方法证明协议安全为研究目的,以具有灵活性、开放性、可伸缩性等特性的SIP协议为研究对象,运用基于串空间理论改进的递归认证测试形式化分析方法,分析了一种BAN逻辑证明安全的SIP身份认证协商协议,发现了该协议执行过程中协议格式不准确、易受中间人攻击的缺陷,并提出了针对该协议缺陷的改进方案。结果表明,文章所提出的递归认证测试形式化分析方法比BAN逻辑更适用、更有效,同时改进方案也增强了SIP身份认证协商协议的安全性。

关键词： SIP协议递归认证测试串空间形式化分析方法

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胖树拓扑中高效实用的定制多播路由算法

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计算机研究与发展 2022年第12期59卷 2689-2707页

作者：陈淑平李祎何王全漆锋滨江南计算技术研究所江苏无锡214083

在高性能计算领域,多播路由算法对硬件集合操作的性能具有至关重要的影响.随着系统规模的不断扩大,多播组的个数急剧增加,可能会超过硬件支持的多播表条目数,而现有的多播路由算法要么没有给出解决方案,要么存在时间开销大、多播路由经... 详细信息

在高性能计算领域,多播路由算法对硬件集合操作的性能具有至关重要的影响.随着系统规模的不断扩大,多播组的个数急剧增加,可能会超过硬件支持的多播表条目数,而现有的多播路由算法要么没有给出解决方案,要么存在时间开销大、多播路由经常变化等问题.为此,首先对胖树中的无冲突多播生成树数量进行了量化研究,并以此为基础提出了一种适用于胖树的高效实用的定制多播路由算法(customized multicast routing for limited multicast forwarding table size,C-MR4LMS).C-MR4LMS在构建多播树时,根据多播组的MGID(multicast global identification)静态地将多播组映射到1棵生成树中,从而快速完成多播树的构建;而在合并多播树时,仅需合并使用同一生成树的多播组,且不会改变被合并多播组的路由.然后提出了2种减少多播树冲突的方法:一是分层的MGID分配策略,以避免出现同一终端节点使用同一颜色加入多个多播组的情况;二是相互无干扰的作业节点分配策略,保证2个作业的多播组互不干扰.最后,在ibsim模拟器及神威E级原型机上对C-MR4LMS进行了测试,该多播路由算法计算多播路由的时间比现有的多播路由算法有了显著下降,最大下降了94%.

关键词：多播路由算法胖树拓扑有限多播表条目数集合操作高性能计算

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神威超级计算机运行时故障定位方法

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计算机研究与发展 2024年第1期61卷 86-97页

作者：高剑刚郑岩于康彭达佳李宏亮刘勇何王全陈德训王飞国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 江南计算技术研究所江苏无锡214083

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障... 详细信息

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障与异常、软件程序的错误等都会导致用户大规模并行应用的错误、挂死与退出.如何快速准确定位错误现场,让管理员或用户以此为基础查看异常发生的故障进行高精度、高效率的诊断,是维护高性能计算系统可靠性的重要基础.高性能计算机传统的故障定位主要通过硬件异常跟踪、系统日志分析和程序主动探测等方法,缺乏对无日志信息、无明显故障现象的程序挂死问题的定位手段,并且技术的扩展性也面临挑战.针对“新一代神威超级计算机”体系结构和SW26010-Pro众核处理器特点,提出一种运行时故障定位方法,包括基于消息传递的故障关联分析、基于全局聚合信息的在线综合分析诊断、面向申威众核处理器的异常线程过滤方法等关键技术,阐述了如何有效检测、收集、处理大量系统资源和并行进程的异常信息问题,为应对未来超大规模高性能计算中故障高效定位难题提供有效支撑.

关键词： E级计算机可靠性错误定位运行时众核处理器

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一种加速访存地址计算的编译优化

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计算机工程 2023年第1期49卷 173-180页

作者：高秀武姜军白书敬黄亮明江南计算技术研究所江苏无锡214083

在国产申威高性能多核服务器系统中,基础编译系统对应用程序中访存操作进行代码生成时,没有考虑国产处理器指令特征,导致编译器生成的访存地址计算代码效率较低,影响国产高性能处理器的性能。为充分发挥国产处理器高性能计算能力,提出... 详细信息

在国产申威高性能多核服务器系统中,基础编译系统对应用程序中访存操作进行代码生成时,没有考虑国产处理器指令特征,导致编译器生成的访存地址计算代码效率较低,影响国产高性能处理器的性能。为充分发挥国产处理器高性能计算能力,提出一种加速访存地址计算的编译优化方法。加速访存地址计算编译优化基于处理器支持带扩展因子的运算指令,在编译器后端内存地址表达式合法性检查中,添加针对乘加模式的地址计算表达式合法性检查算法,自动识别地址表达式中存在的乘加运算并进行合法性检验,对符合条件的地址表达式在代码生成阶段匹配生成带扩展因子的运算指令来快速计算访存地址,从而加快访存指令的发射与执行以及应用程序中的访存地址生成,提升访存效率。使用行业标准性能测试集SPEC CPU2006对优化效果进行评测,结果表明,相比优化前SPECspeed Integer与SPECspeed Float Point两个子集,该优化方法平均性能分别提高了2.53%与1.50%。

关键词：精简指令集计算机地址计算代码生成编译优化多核处理器

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面向广义Chiplet的高速BGA与PCB传输结构设计

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计算机工程与科学 2024年第6期46卷 977-983页

作者：陈天宇李川王彦辉江南计算技术研究所江苏无锡214083

从广义Chiplet互连设计出发,重点研究BGA区域孔串扰分析方法和优化措施。提出以单元阵列孔建模计算作为全芯片BGA区域孔串扰评估方式,进一步根据不同布线层互连分析需求构建了多层扇出的孔建模平台。单元阵列孔建模分析结果和多层扇出... 详细信息

从广义Chiplet互连设计出发,重点研究BGA区域孔串扰分析方法和优化措施。提出以单元阵列孔建模计算作为全芯片BGA区域孔串扰评估方式,进一步根据不同布线层互连分析需求构建了多层扇出的孔建模平台。单元阵列孔建模分析结果和多层扇出孔阵建模分析结果相互印证,说明以单元阵列作为串扰评估最小单元是准确的,多层扇出孔阵建模方式是高效可行的。采用多层扇出孔阵建模平台对2种BGA封装管脚对应的PCB孔串扰进行了对比分析。结果显示,在封装管脚设计时,提高邻近信号孔间距与邻近信号孔地孔间距比例比增加地孔数量和管脚间距更能有效地抑制串扰。

关键词：单元阵列球栅阵列管脚分配孔信号完整性串扰

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面向E级计算的高性能处理器核心运算架构研究进展

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计算机工程与科学 2023年第5期45卷 761-771页

作者：吴铁彬过锋王谛江南计算技术研究所江苏无锡214026

高性能计算(HPC)已经进入后E级时代。作为超算系统核心器件,高性能处理器通过核心运算架构为HPC提供超强算力。核心运算架构的研究进展代表了高性能处理器体系结构的发展方向。以面向E级计算的先进高性能处理器为目标,从运算资源组织结... 详细信息

高性能计算(HPC)已经进入后E级时代。作为超算系统核心器件,高性能处理器通过核心运算架构为HPC提供超强算力。核心运算架构的研究进展代表了高性能处理器体系结构的发展方向。以面向E级计算的先进高性能处理器为目标,从运算资源组织结构、数据和指令级并行方式、领域专用加速结构、支持数据类型和算力等方面对核心运算架构研究进展进行分析和探讨,并展望了高性能处理器核心运算架构的发展趋势。超宽向量SIMD和SIMT、领域专用加速结构加速矩阵运算、支持多种低精度运算以加速HPC和AI融合,将是未来高性能处理器核心运算架构研究和发展的主要方向。

关键词：高性能计算 E级计算运算架构

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THAFTS-Acoustic软件全流程多级并行与容错设计

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船舶力学 2023年第11期27卷 1729-1736页

作者：吕小敬邹明松刘钊徐金秀冷文浩中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国家超级计算无锡中心江苏无锡214000 清华大学北京100084 江南计算技术研究所江苏无锡214000

经过多年的技术发展,三维水弹性计算软件声学分析模块THAFTS-Acoustic已成为船海领域声固耦合分析的重要工具。随着计算量的不断增加,高性能计算能力成为制约该软件实现工程应用的关键因素之一。本文首先对软件核心求解模块的计算特征... 详细信息

经过多年的技术发展,三维水弹性计算软件声学分析模块THAFTS-Acoustic已成为船海领域声固耦合分析的重要工具。随着计算量的不断增加,高性能计算能力成为制约该软件实现工程应用的关键因素之一。本文首先对软件核心求解模块的计算特征进行详细分析,发现软件在不同计算阶段计算密集度相差悬殊,数据间计算耦合方式不规则,单一并行模式无法保障所有核心段的高效并行。然后基于神威太湖之光超级计算系统设计实现混合异构多级并行算法和容错功能,提高软件的计算效率,并规避软硬件故障风险。最后,通过大规模并行算例测试全流程多级并行版本的加速性能。结果表明,以5万核心测试为基准,软件在百万核心运行时并行效率超过了38.3%。

关键词：三维水弹性神威太湖之光多级并行容错

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swLLVM:面向神威新一代超级计算机的优化编译器

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软件学报 2024年第5期35卷 2359-2378页

作者：沈莉周文浩王飞肖谦武文浩张鲁飞安虹漆锋滨中国科学技术大学安徽合肥230026 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 江南计算技术研究所江苏无锡214083 清华大学北京100084

异构众核架构具有超高的能效比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.然而,异构系统的复杂性给应用开发和优化提出了更高要求,其在发展过程中面临好用性和可编程性等众多技术挑战.我国自主研制的神威新一代超级计算机采用了国产申... 详细信息

异构众核架构具有超高的能效比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.然而,异构系统的复杂性给应用开发和优化提出了更高要求,其在发展过程中面临好用性和可编程性等众多技术挑战.我国自主研制的神威新一代超级计算机采用了国产申威异构众核处理器SW26010Pro.为了发挥新一代众核处理器的性能优势,支撑新兴科学计算应用的开发和优化,设计并实现面向SW26010Pro平台的优化编译器swLLVM.该编译器支持Athread和SDAA双模态异构编程模型,提供多级存储层次描述及向量操作扩展,并且针对SW26010Pro架构特点实现控制流向量化、基于代价的节点合并以及针对多级存储层次的编译优化.测试结果表明,所设计并实现的编译优化效果显著,其中,控制流向量化和节点合并优化的平均加速比分别为1.23和1.11,而访存相关优化最高可获得2.49倍的性能提升.最后,使用SPEC CPU2006标准测试集从多个维度对swLLVM进行了综合评估,相较于SWGCC的相同优化级别,swLLVM整型课题性能平均下降0.12%,浮点型课题性能平均提升9.04%,整体性能平均提升5.25%,编译速度平均提升79.1%,代码尺寸平均减少1.15%.

关键词：异构众核编译系统编程模型存储层次向量化节点合并访存优化

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一种嵌入式硬件辅助调试机制研究与实现

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计算机工程 2022年第9期48卷 139-145页

作者：刘鹏刘杰贾讯江南计算技术研究所江苏无锡214215

某自主指令架构系列芯片(简称为GCXP)主要使用基于扫描链重用的硬件调试机制,与主流商用嵌入式芯片产品相比,该硬件调制机制安全性较低且不具备用户交互、程序下载等功能,同时缺乏嵌入式调试软件生态,不利于嵌入式产品的推广与应用。参... 详细信息

某自主指令架构系列芯片(简称为GCXP)主要使用基于扫描链重用的硬件调试机制,与主流商用嵌入式芯片产品相比,该硬件调制机制安全性较低且不具备用户交互、程序下载等功能,同时缺乏嵌入式调试软件生态,不利于嵌入式产品的推广与应用。参考ARM CoreSight、RISCV Debug SPEC及SiFive开源芯片Debug Module的实现细节,结合GCXP特权架构,提出一种软硬件协同的调试中断陷入机制。使用自主特权架构中的特权程序替代部分调试中断硬件逻辑,使得在调试模块设计时无需进行CPU协同修改以及操作系统软件接口和上位机调试软件的二次开发,从而避免CPU硬件逻辑修改后大量的验证工作,同时无缝兼容历史CPU IP。分析结果表明,该中断陷入机制与RISCV Debug SPEC协议能够实现良好的协同,可以与SiFive参考开源调试模块协同工作,支持主流交互式调试软件及硬件工具,且调试模块的代码及功能覆盖率都能达到100%,可以满足流片需求。

关键词：嵌入式调试开源片上调试器自主指令集SoC 前端设计国产芯片

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一种高性能超长点数浮点FFT加速器设计

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计算机研究与发展 2021年第6期58卷 1192-1203页

作者：王谛石嵩吴铁彬刘亮谭弘兵郝子宇过锋李宏亮江南计算技术研究所江苏无锡214083

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在数字信号处理中占据核心地位.随着高性能超长点数FFT需求的增长,数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的计算能力越来越难以满足需求,集成FFT加速器成为重要的发展趋势.为了支持... 详细信息

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在数字信号处理中占据核心地位.随着高性能超长点数FFT需求的增长,数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的计算能力越来越难以满足需求,集成FFT加速器成为重要的发展趋势.为了支持超长点数FFT,将2维分解算法推广到多维,提出一种可集成于DSP的高性能超长点数FFT加速器结构.该结构通过基于素数个存储体的无冲突体编址方法实现了3维转置运算;通过递推算法实现了高效铰链因子生成;使用单精度浮点二项融合点积运算和融合加-减运算,对FFT运算电路进行了精细化设计.实现了对4G点数单精度浮点FFT计算的支持.综合结果表明:FFT加速器运行频率能够达到1GHz以上,性能达到640Gflop/s.在支持的点数和性能方面都较已有研究成果取得大幅提升.

关键词：快速傅里叶变换多维分解算法 3维转置运算铰链因子生成加速器

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