检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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基于递归认证测试的SIP协议形式化分析

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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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二进制翻译技术综述

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软件学报 2024年第6期35卷 2687-2723页

作者：谢汶兵田雪漆锋滨武成岗王俊罗巧玲无锡先进技术研究院江苏无锡214083 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制... 详细信息

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制翻译作为一种直接从二进制层面迁移可执行代码技术,支持跨平台软件兼容运行,既扩大了软件生态群,又有效降低了应用程序与硬件之间的耦合度.近年来,二进制翻译技术研究取得了较大进展.为总结现有成果并分析存在的不足,首先介绍二进制翻译技术的分类以及典型的二进制翻译系统,之后从指令翻译方法、关键问题研究、优化技术等方面分别进行分析总结,接着阐述二进制翻译技术的核心应用领域,最后对二进制翻译技术的潜在研究方向进行展望.

关键词：二进制翻译翻译效率等价变换软件迁移多融合优化

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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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硅转接层高带宽存储互连通道信号完整性设计及仿真

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计算机工程与科学 2022年第2期44卷 199-206页

作者：李川郑浩王彦辉江南计算技术研究所江苏无锡214083

HBM存储器由于超高的存储带宽在大数据、智能计算等领域具有广阔的应用前景。支持超细线宽的硅转接板是实现存储器与芯片间HBM信号互连的主要载体,从HBM1.0到HBM2E,信号速率达到3.2 Gbps,信号完整性问题不容忽视。从HBM颗粒管脚阵列结... 详细信息

HBM存储器由于超高的存储带宽在大数据、智能计算等领域具有广阔的应用前景。支持超细线宽的硅转接板是实现存储器与芯片间HBM信号互连的主要载体,从HBM1.0到HBM2E,信号速率达到3.2 Gbps,信号完整性问题不容忽视。从HBM颗粒管脚阵列结构出发,分析信号布线和线宽间距极值。建立2层信号线传输模型,提炼频域阻抗分析方法和总串扰计算方法,从频域角度分析结构参数对电性能传输参数的影响,并从时域进行验证。结果显示:HBM信号线宽间距和应小于6.8μm;在应用频点范围内,远硅层信号线阻抗比近硅层信号线阻抗高6~8Ω,3μm线宽的阻抗值更接近于50Ω;线宽和线长是插入损耗敏感参数,间距和布线层对损耗影响较小。针对低频区的固有损耗,线宽影响占主导,针对高频区线损耗,线长影响较大。间距是串扰敏感因素,但受空间限制,间距优化有限,引入地屏蔽线是有效的解决办法。

关键词： HBM 硅转接层信号完整性阻抗插入损耗总串扰眼图

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国产电容器的质量评价方法

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电子与封装 2024年第3期24卷 10-15页

作者：张永华曲芳何浒澄江南计算技术研究所江苏无锡214083

电容器作为电路系统中广泛使用的基本元件,其质量直接影响到电路性能的发挥。面向信息领域国产化替代需求,系统研究和探讨了开展国产电容器(器件级)验证评价时可选择的质量检测和可靠性评价方法,以及可参考的通用评价准则。同时,结合实... 详细信息

电容器作为电路系统中广泛使用的基本元件,其质量直接影响到电路性能的发挥。面向信息领域国产化替代需求,系统研究和探讨了开展国产电容器(器件级)验证评价时可选择的质量检测和可靠性评价方法,以及可参考的通用评价准则。同时,结合实践案例,重点阐述了国产电容器在实施验证过程中和实际使用中的注意事项,为相关领域工程师开展国产电容器的可用性和可靠性评价工作提供了参考范例。

关键词：电容器质量检测可靠性试验寿命预测

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