检索结果-内蒙古大学图书馆

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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一种基于硬件的快速确定性重放方法

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高技术通讯 2017年第6期27卷 487-494页

作者：章隆兵李磊肖俊华贺晓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 中国科学院计算技术研究所北京100190 龙芯中科技术有限公司北京100190 华为技术有限公司深圳518129

针对多核处理器上并行程序执行不确定性所造成的并行调试难问题,提出了一种基于硬件的快速确定性重放方法——时间切割者。该方法采用面向并行的记录机制来区分出原执行中并行执行的访存指令块和非并行执行的指令块,并在重放执行中避免... 详细信息

针对多核处理器上并行程序执行不确定性所造成的并行调试难问题,提出了一种基于硬件的快速确定性重放方法——时间切割者。该方法采用面向并行的记录机制来区分出原执行中并行执行的访存指令块和非并行执行的指令块,并在重放执行中避免串行执行那些在原执行中并行执行的访存指令块,从而使得重放执行的性能开销小。在多核模拟器Sim-Godson上的仿真实验结果表明:该方法的重放速度快,其性能开销仅为2%左右。此外,该方法还具有硬件支持简单特点,未来有望应用于国产多核处理器研制中。

关键词：多核处理器并行调试确定性重放多核模拟器全局时钟

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基于ARM的图像几何变换算法库实现和优化技术研究

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计算机科学 2022年第10期49卷 10-17页

作者：王麓涵贾海鹏张云泉张广婷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科学与技术学院北京100049

高性能原语基础算法库(Intel■Integrated Performance Primitives, Intel IPP)是面向信号、图像处理领域的高性能多媒体加速库。然而,截至目前,暂时没有基于ARM架构的高性能IPP库。文中针对镜像变换、重映射、仿射、透视变换等基础图... 详细信息

高性能原语基础算法库(Intel■Integrated Performance Primitives, Intel IPP)是面向信号、图像处理领域的高性能多媒体加速库。然而,截至目前,暂时没有基于ARM架构的高性能IPP库。文中针对镜像变换、重映射、仿射、透视变换等基础图像几何变换算法,实现了一个基于ARM计算平台的高性能算法库PerfIPP,并通过SIMD汇编优化、内存对齐、数据预计算、高性能矩阵转置等优化技术,显著提升了上述算法的性能。同时,通过对比不同指令组合、不同指令排列、不同取数存储方式等所带来的性能差异,总结图像几何变换算法在ARM计算平台上实现与优化的关键技术。实验结果表明,在华为鲲鹏920平台上,相比开源计算机视觉库OpenCV,PerfIPP在满足精度要求的同时,在上述基础图像几何变换上获得了108.08%~435.5%的性能提升,并达到了在英特尔至强E5-2640处理器上Intel IPP库平均性能的83.79%。

关键词： IPP ARM NEON Intrinsic 几何变换插值

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分离真伪时钟的处理器FPGA原型性能校准方法

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高技术通讯 2022年第5期32卷 462-470页

作者：郑雅文吴瑞阳陈天奇汪文祥章隆兵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

针对现场可编程门阵列(FPGA)原型系统中内存刷新频率过高导致内存延迟变大的问题,提出了一种校准处理器FPGA原型系统性能的方法,搭建了一个精确的FPGA原型性能验证平台,可用于硅前快速准确地评估处理器系统性能。问题的根本原因是FPGA... 详细信息

针对现场可编程门阵列(FPGA)原型系统中内存刷新频率过高导致内存延迟变大的问题,提出了一种校准处理器FPGA原型系统性能的方法,搭建了一个精确的FPGA原型性能验证平台,可用于硅前快速准确地评估处理器系统性能。问题的根本原因是FPGA原型系统同时存在真实墙上时钟和由运行频率降低导致的伪墙上时钟,且在内存系统中刷新和访问请求分别按照两个时钟进行,然而真实机器上这两种请求都是按照真墙上时钟进行,因此FPGA内存系统有性能误差。本文通过将两个墙上时钟分离来实现校准,该校准方法准确度高、通用性强,校准后的FPGA原型系统运行SPEC CPU 2006基准测试程序性能分值平均误差由7.49%降至0.36%,最高误差降至2%以下,可快速有效地指导硅前性能优化。

关键词：硅前验证现场可编程门阵列(FPGA)原型内存系统性能评估校准方法

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面向光流估计的高效加速器架构设计

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中国科学：信息科学 2021年第5期51卷 795-807页

作者：刘博生陈晓明韩银和常亮广东工业大学计算机学院广州510006 桂林电子科技大学计算机与信息安全学院广西可信软件重点实验室桂林541004 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 中国科学院大学北京100190

光流(optical flow)为同一对象在视频中运动到下一帧的移动量.从视频中估计光流已广泛应用于各类移动智能系统,如运动估计和机器人导航.最近的研究表明,卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)能提供可靠的光流估计结果.然而,... 详细信息

光流(optical flow)为同一对象在视频中运动到下一帧的移动量.从视频中估计光流已广泛应用于各类移动智能系统,如运动估计和机器人导航.最近的研究表明,卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)能提供可靠的光流估计结果.然而,现有的硬件加速器无法支持面向光流估计的CNN复杂计算.具体而言,这些类型的CNN不仅包括常规的卷积(convolution)和反卷积(deconvolution)运算,还包括双线性插值(bilinear interpolation)和/或关联(correlation)运算.双线性插值和关联操作主要探索两个连续图像帧之间的关联关系.为解决这一问题,本项工作提出面向光流的CNN硬件加速设计方案(称为Swan-AOE),即通过支持卷积、反卷积、双线性插值和关联操作解决这类神经网络的硬件加速计算问题.Swan-AOE包括可配置的硬件计算架构和自适应的调度策略,通过提供灵活的并行调度实现最优化吞吐量计算.此外,Swan-AOE还进行设计空间探索,探索可用片上缓存资源在提高能耗–面积效率的潜在能力.实验结果表明,与基准加速器相比,所提出的设计能有效提升性能、能效和面积效率.

关键词：加速器光流估计能效卷积神经网络

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2019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 2019年第12期41卷 2095-2100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京100191

根据2019年11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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有向无环图的高效归约算法

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计算机科学 2015年第7期42卷 78-84页

作者：侯睿武继刚天津工业大学计算机科学与软件学院天津300387 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

将一个应用程序部署到给定的片上网络上执行时,需要将应用程序中的每一个子任务都指派给片上网络中的一个节点执行。该问题一般被建模成一组子任务作为顶点的有向无环图,任务在片上网络上的部署过程就等同于一个有向无环图的顶点向一个... 详细信息

将一个应用程序部署到给定的片上网络上执行时,需要将应用程序中的每一个子任务都指派给片上网络中的一个节点执行。该问题一般被建模成一组子任务作为顶点的有向无环图,任务在片上网络上的部署过程就等同于一个有向无环图的顶点向一个片上网络拓扑映射的过程。而随着应用程序和片上网络规模的增大,计算一个最优的映射方案是典型的难解问题。为了加速有向无环图到片上网络拓扑的映射过程,提出了有向无环图的归约算法,使归约后的图中的顶点数量尽可能地与给定片上网络中的节点数量相同。提出的图归约算法可以有效地识别出所有可归约子图,这些可归约子图可被归约为单一顶点。新算法的适用范围从嵌套图扩展到了任意图,并且拥有与原算法相同的复杂度量级。还提出了一种并行化的算法思想来加速可归约子图的搜索过程。

关键词：片上网络有向无环图图归约可归约子图

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2020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 2020年第12期42卷 2103-2108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京100191

根据2020年11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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基于DRAM牺牲Cache的异构内存页迁移机制

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计算机研究与发展 2022年第3期59卷 568-581页

作者：裴颂文钱艺幻叶笑春刘海坤孔令和上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 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 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 上海交通大学计算机科学与工程系上海200240

当海量数据请求访问异构内存系统时,异构内存页在动态随机存储器(dynamic random access memory, DRAM)和非易失性存储器(non-volatile memory, NVM)之间进行频繁的往返迁移.然而,应用于传统内存页的迁移策略难以适应内存页"冷&quo... 详细信息

当海量数据请求访问异构内存系统时,异构内存页在动态随机存储器(dynamic random access memory, DRAM)和非易失性存储器(non-volatile memory, NVM)之间进行频繁的往返迁移.然而,应用于传统内存页的迁移策略难以适应内存页"冷""热"度的快速动态变化,这使得从DRAM迁移至NVM的"冷"页面可能在短时间内变"热"从而产生大量冗余的迁移操作.当前的相关研究都仅着眼于正在执行迁移的页面而忽视了等待迁移和完成迁移的页面,且判断"冷""热"程度的标准不一,使得冗余的迁移大量产生.因此,提出了一个基于DRAM牺牲Cache的异构内存页迁移机制(VC-HMM),使用非易失性存储器中工艺较为成熟的相变存储器(phase change memory, PCM),通过在DRAM和PCM之间增加一个由DRAM构成的小容量牺牲Cache将系统主存DRAM中变"冷"的页面迁移到牺牲Cache中,以避免主存页面在短时间内再次变"热"而造成的冗余迁移.同时,还使得迁回PCM的部分页面不需要写回,减少PCM存储单元的写入操作次数,延长PCM的使用寿命.另外,对于不同的工作负载,VC-HMM可以自适应设置迁移操作的参数,增加迁移的合理性.实验结果表明:与其他迁移策略(CoinMigrator, MQRA,THMigrator)相比,VC-HMM平均减少了至少62.97%的PCM写操作次数、22.72%的平均访问时延、38.37%的重复迁移操作以及3.40%的系统能耗.

关键词： VC-HMM 异构内存系统 DRAM牺牲Cache 内存页迁移非易失性存储器

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提升高性能计算程序性能可移植性的领域特定语言

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高技术通讯 2020年第2期30卷 141-149页

作者：李韦文渊博孙广中陈云霁中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 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 上海寒武纪信息科技有限公司上海201203

高性能计算(HPC)应用程序大多基于标准函数库和编译制导语句进行编写,这种做法可以有效提升高性能计算应用的可编程性和可移植性。相比传统优化方法中针对单个函数库进行优化,本文的研究将优化注意力放到不同函数库调用之间,提出了一种... 详细信息

高性能计算(HPC)应用程序大多基于标准函数库和编译制导语句进行编写,这种做法可以有效提升高性能计算应用的可编程性和可移植性。相比传统优化方法中针对单个函数库进行优化,本文的研究将优化注意力放到不同函数库调用之间,提出了一种用于高性能函数库的领域特定语言及编译器,实现了对原始C代码的源代码到源代码优化,解决了因为胶水代码而产生的高性能计算程序性能可移植性欠佳的问题。实验结果表明,在真实应用中,使用支持该领域特定语言的编译器,在通用处理器硬件架构上,可以取得相比原始版本最高4.89倍的优化加速;而在实验性的异构高峰值加速器架构上,可以取得最高8.21倍的优化加速。

关键词：高性能计算(HPC) 可移植性胶水代码领域特定语言编译器

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