检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2018年第3期55卷 551-562页

作者：卢冶陈瑶李涛蔡瑞初宫晓利南开大学计算机与控制工程学院天津300350 广东工业大学计算机学院广州510006 新加坡高等数字科学研究中心新加坡138632 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

当前,高计算消耗的应用和服务逐渐从集中式云计算中心向网络边缘的嵌入式环境迁移,FPGA因其灵活性和高能效特性,使其在边缘计算的嵌入式系统中得到广泛的应用.传统的FPGA卷积神经网络构造方法存在设计周期长和优化空间小等缺点,无法有... 详细信息

当前,高计算消耗的应用和服务逐渐从集中式云计算中心向网络边缘的嵌入式环境迁移,FPGA因其灵活性和高能效特性,使其在边缘计算的嵌入式系统中得到广泛的应用.传统的FPGA卷积神经网络构造方法存在设计周期长和优化空间小等缺点,无法有效探索硬件加速器的设计空间,在网络边缘的的嵌入式环境下尤为明显.针对该问题,提出一种面向边缘计算的嵌入式FPGA平台卷积神经网络通用的构建方法.通过设计卷积神经网络函数中的网络层间可复用的加速器核心,以少量硬件资源实现性能优化的卷积神经网络硬件;通过拓展设计、缓存优化及数据流优化等技术,实现HLS设计优化;利用该方法在嵌入式FPGA平台上构建相应卷积神经网络,实验结果表明:优化后的网络模型在与Xeon E5-1620CPU和GTX Titan GPU相比时,在功耗与性能方面具有一定优势,适合应用于边缘计算环境中.

关键词：边缘计算卷积神经网路 FPGA 高层次综合加速器核心

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基于周期粒度的级间寄存器备份机制

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电子学报 2018年第10期46卷 2486-2494页

作者：王晶申娇丁利华杨星邱柯妮张伟功首都师范大学信息工程学院北京100048 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 首都师范大学电子系统可靠性技术北京市重点实验室北京100048

单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周... 详细信息

单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周期粒度的级间寄存器备份机制的容错方法,采用双流水线冗余结构,通过比较器对比两条流水线的级间寄存器以检测单粒子故障;以周期粒度对级间寄存器的内容进行备份,当检测到单粒子故障时,使用2个周期对流水线进行恢复;为避免脏数据流出流水线,在数据缓存和寄存器堆的入口设置写缓冲,通过延迟写入保证信息可靠性.本文基于实际的SPARC V8结构处理器,对提出的方法进行了具体实现,在实验平台上进行了仿真,仿真结果显示,本文提出的容错方法能够以一定的面积开销实现对SEU、SET、和MBU故障容错,加固处理器的主频最高可以提升70%.

关键词：单粒子翻转多位故障容错备份写缓冲流水线加固

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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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基于半监督集成学习的多核设计空间探索

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北京航空航天大学学报 2018年第4期44卷 792-801页

作者：李丹丹姚淑珍王颖王森章谭火彬北京航空航天大学计算机学院北京100083 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京100190 南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 北京航空航天大学软件学院北京100083

随着处理器的系统结构日趋复杂,设计空间呈指数式增长,并且软件模拟技术极为费时,成为处理器设计的重要挑战。提出了一种结合集成学习和半监督学习技术的高效设计空间探索方法。具体而言,该方法包括2个阶段:使用均匀随机采样方法从处理... 详细信息

随着处理器的系统结构日趋复杂,设计空间呈指数式增长,并且软件模拟技术极为费时,成为处理器设计的重要挑战。提出了一种结合集成学习和半监督学习技术的高效设计空间探索方法。具体而言,该方法包括2个阶段:使用均匀随机采样方法从处理器设计空间中选择一小组具有代表性的设计点,通过模拟获得性能响应,从而组成训练数据集;提出基于半监督学习的AdaBoost(SSLBoost)模型预测未模拟的样本配置的响应,从而搜索最优的处理器设计配置。实验结果表明,与现有的基于人工神经网络和支持向量机(SVM)的有监督预测模型相比,SSLBoost模型能够使用更少的模拟样本构建出不差于现有方法性能的预测模型;而当模拟样本数量相同时,SSLBoost模型的预测精度更高。

关键词：设计空间探索半监督学习集成学习 AdaBoost 微处理器预测模型

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异构多核的一种高性能容错调度方法与仿真

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系统仿真学报 2018年第11期30卷 4210-4219,4235页

作者：余世干唐志敏叶笑春张志敏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 中国科学院大学计算机控制与工程学院北京100049 阜阳师范学院信息工程学院安徽阜阳236041

针对TMR(Three mode redundancy)在解决处理器瞬态故障时存在性能低下,功耗较高等问题,提出了一种考虑容错的面向异构多核的调度方法 TEAHFT,把任务划分为敏感性任务和具有容错性任务,其中敏感性任务以TMR方式执行,具有容错性任务以竞... 详细信息

针对TMR(Three mode redundancy)在解决处理器瞬态故障时存在性能低下,功耗较高等问题,提出了一种考虑容错的面向异构多核的调度方法 TEAHFT,把任务划分为敏感性任务和具有容错性任务,其中敏感性任务以TMR方式执行,具有容错性任务以竞争调度方式执行,如果未达到可靠性阈值的任务,则以TMR方式重新执行以满足系统可靠性要求。仿真实验表明,执行测试用例,TEAHFT比TMR,PB方法的性能平均提高了16.4%,注入100个错误时,TEAHFT与TMR,PB具有相近的容错效果,但是TEAHFT平均执行效率提升了14.1%,功耗平均降低了22.1%。

关键词：三模冗余异构多核竞争机制容错仿真

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一种自适应分类重用距离来捕捉热数据的缓存算法

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小型微型计算机系统 2018年第9期39卷 2010-2015页

作者：艾亮邓玉辉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

缓存算法在构建一个大的存储系统的存储器层次结构中起着重要作用.许多的缓存算法都集中在利用块的新进度(Recency)和访问频率(Frequency)来确定该块是否为热数据块.然而这里存在两个问题,首先热数据块的热度是有时间限制的,其次算法并... 详细信息

缓存算法在构建一个大的存储系统的存储器层次结构中起着重要作用.许多的缓存算法都集中在利用块的新进度(Recency)和访问频率(Frequency)来确定该块是否为热数据块.然而这里存在两个问题,首先热数据块的热度是有时间限制的,其次算法并没有考虑数据块还具有重用距离等其它特征.因此如果仅仅考虑将相同访问频率的数据块放在一起,那么热数据块之间必然会产生缓存污染问题.因为算法无法保证短的重用距离的热数据块的缓存驻留时间小于长的重用距离的数据块.针对这一问题,本文提出一种名为自适应分类重用距离的缓存算法(ACRD).算法利用数据的重用距离特征和缓存替换的元数据历史信息来深度挖掘数据访问模式的特征,并以一种自适应的方式实现这种热数据识别和缓存时间分配的问题.实验结果表明,算法的性能明显优于LRU算法,并且在许多场合优于目前比较优秀的LIRS和ARC算法.同时,算法在不同的缓存规模下的命中率具有稳定性.

关键词：缓存缓存替换算法热点数据识别重用距离自适应性

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网络编码集群存储系统基于锁机制的热数据重建策略

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小型微型计算机系统 2018年第8期39卷 1707-1712页

作者：赵昱帆邓玉辉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

在数据规模与日俱增的背景下,网络编码成为了替代传统三副本机制的一种数据冗余机制.网络编码优势在于减少了存储成本,劣势在于节点失效时增加了系统重建带宽和响应延迟.基于热数据优先的网络编码分布式存储系统重建策略(HDFR)根据用户... 详细信息

在数据规模与日俱增的背景下,网络编码成为了替代传统三副本机制的一种数据冗余机制.网络编码优势在于减少了存储成本,劣势在于节点失效时增加了系统重建带宽和响应延迟.基于热数据优先的网络编码分布式存储系统重建策略(HDFR)根据用户I/O负载优先重建热数据,使用户可以提前访问替换节点中已重建的失效热数据,这一定程度地使数据重建性能和系统响应性能得到了优化.该策略中,替换节点同时服务于重建数据流的同步写操作和用户访问数据流的读操作,这两种操作在替换节点中交替进行.相对于传统的重建策略(TR)中替换节点只服务于重建数据流的写操作,这种策略使替换节点中的I/O等待时间变长,使重建性能一定程度上削弱了.系统发生节点失效时,缩小重建窗口对于保障系统数据可靠性和可用性很有必要.本文基于上述热数据重建策略,提出了网络编码集群存储系统中基于锁机制的热数据重建策略(LHDFR),利用锁机制将写操作和读操作分割开来,使重建数据流的写操作具有更高优先级,而由此阻塞的读操作则由解码操作来代替.实验表明,相较于HDFR,LHDFR将重建性能优化了59.4%,用户访问性能优化了36.2%.

关键词：网络编码分布式存储系统 AOE网络通信协议热数据重建数据流争用

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一种概率模型的Docker镜像删减策略

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小型微型计算机系统 2018年第9期39卷 1908-1913页

作者：周毅邓玉辉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

如今容器技术在服务部署和DevOps应用越来越广泛,镜像作为运行环境的数据承载主体,为服务容器化提供了基础保证.但镜像往往占用很大存储空间,并且磁盘及网络I/O开销也很巨大.传统的解决方法主要是直接删除镜像中部分内容,缺点是可能会... 详细信息

如今容器技术在服务部署和DevOps应用越来越广泛,镜像作为运行环境的数据承载主体,为服务容器化提供了基础保证.但镜像往往占用很大存储空间,并且磁盘及网络I/O开销也很巨大.传统的解决方法主要是直接删除镜像中部分内容,缺点是可能会破坏镜像本身的功能.另外,传统方法都没有考虑镜像在本地存储时,通过共享镜像层来减少存储开销.在本文中,我们提出了一种镜像数据的删减策略,使得镜像在本地存储时,通过增大本地基础镜像复用率,减少镜像存储时的磁盘存储开销;对于要导出的镜像,我们先动态收集容器运行过程中访问到的文件,同时建立导出概率模型,预测可能需要的其他文件,实现对导出镜像按需构建,从而在减小导出镜像大小的同时,保证导出镜像的功能完整性.实验结果显示,在本地存储时,最多可以使存储空间开销节约8%;导出的镜像减小了61%.

关键词：容器技术 Docker 概率模型镜像删减

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MFTL:一种基于固态盘系统非对齐更新数据的合并策略

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小型微型计算机系统 2018年第6期39卷 1359-1365页

作者：黄耀钦邓玉辉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

基于NAND的闪存中由于其特殊的物理读写特性,使得固态盘内部广泛存在非对齐的数据存储,而这部分非对齐数据会导致系统产生额外的性能损耗和造成物理可用存储空间的浪费.基于固态盘中存在非对齐写更新操作提出一种MFTL缓存架构,其核心的... 详细信息

基于NAND的闪存中由于其特殊的物理读写特性,使得固态盘内部广泛存在非对齐的数据存储,而这部分非对齐数据会导致系统产生额外的性能损耗和造成物理可用存储空间的浪费.基于固态盘中存在非对齐写更新操作提出一种MFTL缓存架构,其核心的思想是利用写更新数据存储不对齐的特性,通过重新设计页级映射的FTL将缓存中不同逻辑数据页存在的非对齐更新数据合并为闪存页规格的大小后写回至闪存阵列中,可以节省由于写更新操作导致的额外读取操作的同时也充分减少实际的闪存写入次数,因而降低了底层处理请求队列的负载压力和相应增加了闪存的物理可用容量.通过SSDsim实现并测试相关负载后实验结果表明,与原FTL系统相比,提出的MFTL结构能够省略100%的非对齐写更新导致的额外读操作开销,并且充分减少了固态盘写入次数,从而扩大了可用存储容量和提高固态盘的写性能.

关键词：固态盘数据更新闪存缓存闪存转换层

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2018年中国高性能计算机发展现状分析

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计算机工程与科学 2018年第12期40卷 2097-2102页

作者：袁国兴张云泉袁良北京应用物理与计算数学研究所北京100088 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

本文根据2018年10月发布的中国高性能计算机性能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、部署机构等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。

关键词：高性能计算机性能排行榜测评技术

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