检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机科学 2020年第8期47卷 32-40页

作者：郭杰高希然陈莉傅游刘颖山东科技大学计算机科学与工程学院山东青岛266590 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

多重网格是数值计算领域中一种加速迭代收敛的重要技术,被广泛应用。近年来,大规模并行计算系统向多核化、异构众核化发展,多重网格应用也亟须适应新的并行计算平台。文中采用一种数据驱动的任务并行语言AceMesh将遗产的NAS MG程序移植... 详细信息

多重网格是数值计算领域中一种加速迭代收敛的重要技术,被广泛应用。近年来,大规模并行计算系统向多核化、异构众核化发展,多重网格应用也亟须适应新的并行计算平台。文中采用一种数据驱动的任务并行语言AceMesh将遗产的NAS MG程序移植到“天河二号”和“神威·太湖之光”两种不同架构的国产超算平台上,展示了使用该语言对计算循环、通信代码的任务并行方法,验证了AceMesh语言的跨平台性能可移植性。文中定性地分析了该应用的任务图特征和计算-通信重叠的特点,并分别在两个并行计算平台上将其与现有编程模型MPI/OpenMP和MPI/OpenACC进行性能对比,分析了AceMesh任务图并行程序对访存性能和通信-计算重叠的优化效果。实验数据表明,相比传统的并行编程方法,AceMesh在“神威·太湖之光”和“天河二号”平台上分别最高获得了1.19X和1.85X的性能加速。最后,针对该应用在不同网格层的通信特点以及通信序列化导致大量通信不能隐藏的问题,提出了未来的研究方向。

关键词：多重网格 MPI遗产应用数据驱动的任务并行编程模型异构众核计算-通信重叠

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面向目标检测的卷积神经网络优化方法

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高技术通讯 2022年第3期32卷 227-238页

作者：张志超王剑章隆兵肖俊华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 中国电子科技集团公司第十五研究所北京100083

针对星载等功耗受限平台下遥感影像目标检测存在的高准确率、低功耗以及高吞吐量等要求,本文提出了一种面向目标检测的现场可编程门阵列(FPGA)卷积神经网络(CNN)优化方法。采用数据流调度技术以及基于乘法矩阵与前向加法链的卷积计算阵... 详细信息

针对星载等功耗受限平台下遥感影像目标检测存在的高准确率、低功耗以及高吞吐量等要求,本文提出了一种面向目标检测的现场可编程门阵列(FPGA)卷积神经网络(CNN)优化方法。采用数据流调度技术以及基于乘法矩阵与前向加法链的卷积计算阵列设计对浮点卷积神经网络模型进行加速。利用该方法在FPGA开发板上实现了浮点卷积目标检测网络,在应用中达到了与原模型一致的准确率,平均准确率为97.59%,吞吐量达到了Titan X的22倍。与同类的FPGA加速浮点卷积方法对比,该方法的吞吐量以及能效比达到了最优。实验数据表明,该方案突破了浮点卷积加速的线速吞吐难点,解决了应用中存在的功耗、准确率以及吞吐量三者制衡的问题。

关键词：卷积神经网络(CNN) 现场可编程门阵列(FPGA) 数据流调度目标检测加速

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高通量众核并行模拟加速技术研究

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计算机工程 2017年第4期34卷 73-78,89页

作者：方国庆李文明余洋张洋叶笑春安虹中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 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

高通量应用的迅猛发展使得模拟速度成为大规模众核体系结构研究的瓶颈。为此,基于高通量众核结构模拟平台,提出一系列模拟加速技术。采用查找表方法加速指令译码,从事件调度算法、时间推进算法以及队列无锁化等角度优化并行离散事件模... 详细信息

高通量应用的迅猛发展使得模拟速度成为大规模众核体系结构研究的瓶颈。为此,基于高通量众核结构模拟平台,提出一系列模拟加速技术。采用查找表方法加速指令译码,从事件调度算法、时间推进算法以及队列无锁化等角度优化并行离散事件模拟框架,以内存池管理方案提高内存管理效率。实验结果表明,与优化前方案相比,查找表、并行离散事件模拟和内存池3种加速方案在模拟速度上表现较优。

关键词：高通量处理器众核模拟器查找表离散事件内存池

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基于PUF的硬件辅助软件认证方法

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郑州大学学报（理学版） 2021年第1期53卷 88-94页

作者：李雪筠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 中国科学院大学北京100190

提出了一种基于物理不可克隆函数(PUF)的硬件辅助软件认证方法,包括软硬件认证协议、嵌入PUF的RISC-V设计、软件混淆技术三部分,通过插入独立式PUF认证点或嵌入式PUF认证点,将软件与硬件绑定在一起,软件仅在特定的授权设备上才能正确执... 详细信息

提出了一种基于物理不可克隆函数(PUF)的硬件辅助软件认证方法,包括软硬件认证协议、嵌入PUF的RISC-V设计、软件混淆技术三部分,通过插入独立式PUF认证点或嵌入式PUF认证点,将软件与硬件绑定在一起,软件仅在特定的授权设备上才能正确执行,并从硬件和软件层面解决了PUF可靠性的问题。实验结果表明,所提方法的额外硬件开销小于2%,基准程序测试结果表明单个认证点的额外性能开销小于0.5%。

关键词：软件保护硬件辅助物理不可克隆函数 RISC-V

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基于FPGA的浮点可分离卷积神经网络加速方法

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高技术通讯 2022年第5期32卷 441-453页

针对可分离卷积神经网络在星载飞机目标型号分类应用中存在的速度瓶颈以及功耗限制等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)数据流调度的浮点深度分离卷积神经网络加速方法,对通用MobileNet的图像分类模型进行加速。采用基于乘法... 详细信息

针对可分离卷积神经网络在星载飞机目标型号分类应用中存在的速度瓶颈以及功耗限制等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)数据流调度的浮点深度分离卷积神经网络加速方法,对通用MobileNet的图像分类模型进行加速。采用基于乘法矩阵与前向加法树的深度分离卷积计算阵列设计,解决了深度分离卷积浮点加速的线速吞吐瓶颈。实验结果表明,基于FPGA的目标分类速度为633 FPS,功耗为22.226 W,运算性能为236.04 GFLOPS,计算速度达到了Titan Xp GPU的1.10~2.61倍,计算效能是Titan Xp GPU的7.44~18.66倍。在同类基于FPGA的浮点卷积加速方案中,该方法在运算性能及能效比上达到了最优。同时,该方法提供了与原模型一致性的图像分类准确率,解耦合了软硬件协同开发流程,降低了应用开发人员使用FPGA加速计算的门槛。

关键词：深度可分离卷积现场可编程门阵列(FPGA) 数据流调度加速图像分类

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面向数据中心计算的操作系统架构与关键技术综述

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高技术通讯 2017年第8期27卷 675-689页

作者：郑晨陆钢谭崇康詹剑锋张立新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 中国科学院大学北京100190 北京尖峰新锐信息科技研究院北京100081 北京联想软件有限公司北京100085

介绍了当前主流数据中心计算节点的操作系统(OS)Linux存在的问题,而且从数据中心应用对操作系统的需求出发,对当前数据中心操作系统的研究进行了论述。系统地总结了国内外在增强数据中心操作系统性能、隔离性和可扩展性等方面的研究进展... 详细信息

介绍了当前主流数据中心计算节点的操作系统(OS)Linux存在的问题,而且从数据中心应用对操作系统的需求出发,对当前数据中心操作系统的研究进行了论述。系统地总结了国内外在增强数据中心操作系统性能、隔离性和可扩展性等方面的研究进展,并针对操作系统架构研究和操作系统中的一些关键技术进行了详细阐述,最后讨论了当前数据中心操作系统研究面临的挑战。深刻指出,操作系统在数据中心中处于核心地位,因而有效优化现有操作系统,增强数据中心操作系统性能及可扩展性,有效利用现有硬件和提高大数据应用性能力,具有重要的理论和现实意义。

关键词：操作系统(OS) 数据中心性能可扩展性综述

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介度中心和PageRank算法应用场景分析

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计算机工程 2015年第12期41卷 299-304页

作者：王敏曹宝香王蕾冯晓兵曲阜师范大学信息科学与工程学院山东日照276800 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

在复杂网络中,一般按照需求选取合适的关键点发现算法,常用的关键点发现算法分别是介度中心算法和PageRank算法。为了在特定应用场景下选取合适的关键点发现算法,选择7种不同类型网络下的16个真实数据集,分析比较介度中心算法和PageRan... 详细信息

在复杂网络中,一般按照需求选取合适的关键点发现算法,常用的关键点发现算法分别是介度中心算法和PageRank算法。为了在特定应用场景下选取合适的关键点发现算法,选择7种不同类型网络下的16个真实数据集,分析比较介度中心算法和PageRank算法在这些数据集上得到的关键点集合的差异,总结出2种关键点发现算法的应用场景。实验结果表明,介度中心算法适用于对整个网络影响力较大的关键点应用场景,PageRank算法适用于某个领域内熟知度较高的关键点应用场景。

关键词：关键点介度中心算法 PageRank算法差异领域应用场景

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基于SIMD的Square Root函数高性能实现与优化

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计算机工程与科学 2021年第4期43卷 662-669页

作者：赵永浩贾海鹏张云泉张思佳大连海洋大学信息工程学院辽宁大连116023 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

在计算机图形学、积分计算和神经网络等应用场景中,平方根函数的高性能实现在构建处理器的基础软件生态中起到了十分重要的作用。随着ARM架构处理器得到广泛的使用,研究ARM架构下的函数快速算法实现变得更加关键。当前大量处理器都采用... 详细信息

在计算机图形学、积分计算和神经网络等应用场景中,平方根函数的高性能实现在构建处理器的基础软件生态中起到了十分重要的作用。随着ARM架构处理器得到广泛的使用,研究ARM架构下的函数快速算法实现变得更加关键。当前大量处理器都采用了SIMD架构,所以,研究基于SIMD实现高性能函数计算方法具有重要的研究意义和发展前景。因此,对平方根函数进行了高性能的实现与优化。通过分析IEEE 754标准的浮点数在内存中的存储格式,设计了高效的平方根函数算法;然后通过结合平方根倒数和泰勒公式算法,进一步提高了算法精度;最后通过SIMD优化进一步提升了算法性能。实验结果表明,在满足精度的前提下,相比于libm算法库,实现的平方根函数的,性能提高了约7倍,相比于ARM V8提供的计算平方根的指令在性能上提高了约3倍。

关键词：平方根函数 SIMD 高性能数值分析 ARM V8架构

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面向多核处理器系统的Cache感知调度算法

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小型微型计算机系统 2013年第2期34卷 365-369页

作者：徐远超沈岩谭旭万虎张志敏首都师范大学信息工程学院北京100048 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 中国科学院研究生院北京100039

Cache空间的不公平使用和争用直接影响系统的整体性能,现有Linux操作系统的默认调度算法不能感知程序的行为,包括访问cache的失效次数,不了解线程之间访存模式和频度上可能存在的差异,因而无法做出更加合理的调度.本文提出并在Linux环... 详细信息

Cache空间的不公平使用和争用直接影响系统的整体性能,现有Linux操作系统的默认调度算法不能感知程序的行为,包括访问cache的失效次数,不了解线程之间访存模式和频度上可能存在的差异,因而无法做出更加合理的调度.本文提出并在Linux环境下实现了一种Cache感知的调度算法CAS,通过监测每个任务每千条指令的共享cache失效次数,把cache失效次数相近的任务聚合到同一个核上,使得cache失效次数差异较大的任务运行在不同的核上,避免了cache失效次数都很大的任务在不同的核上同时运行,从而减小了cache空间的不公平使用和争用.实验表明,CAS算法在大多数情况下,减少了整个负载的共享cache失效次数,提高系统的平均吞吐量约5%左右.

关键词：任务调度多核处理器 Cache感知硬件性能计数器

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基于电路结构的测试移位功耗优化方法

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高技术通讯 2019年第6期29卷 523-529页

作者：许超孟祥刚陈华军卢新元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 南开大学电子信息与光学工程学院天津300350

研究了扫描结构和测试功耗优化技术,考虑到现有的修改扫描单元结构降低测试移位功耗的方法存在冗余开销的问题,提出一种新的基于电路结构的测试移位功耗优化方法。该方法充分利用芯片内部的电路结构,通过分析扫描单元的扇出结构及其控制... 详细信息

研究了扫描结构和测试功耗优化技术,考虑到现有的修改扫描单元结构降低测试移位功耗的方法存在冗余开销的问题,提出一种新的基于电路结构的测试移位功耗优化方法。该方法充分利用芯片内部的电路结构,通过分析扫描单元的扇出结构及其控制值,并根据分析结果和权重分配规则动态规划扫描单元的优化顺序,减少处理扫描单元的数量,避免产生冗余的测试开销。同时保证组合逻辑在移位过程中保持不翻转或者尽量不翻转,从而达到降低测试移位功耗的目的。在ITC’99基准电路上的实验结果表明,采用上述优化方法后组合逻辑的移位功耗降低了8.18%到96.98%,时序逻辑的移位功耗降低了41.92%到71.74%,与现有修改扫描单元的方法相比,面积开销节省了6.71%到20.95%。

关键词：扫描单元电路结构测试移位功耗动态规划测试开销

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