检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2014年第1期24卷 23-28页

作者：刘宏伟邱吉高翔陈云霁中国科学院计算机体系结构国家重点实验室北京100190 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

研究了异构多核处理器进程迁移的特点,针对目前解决共享指令集异构多核处理器异构多核间进程迁移方法存在效率、代价、兼容性或者可编程性上的不足,提出了一种基于二进制插桩的进程迁移方法,该方法能够充分利用共享指令集异构多核的优势... 详细信息

研究了异构多核处理器进程迁移的特点,针对目前解决共享指令集异构多核处理器异构多核间进程迁移方法存在效率、代价、兼容性或者可编程性上的不足,提出了一种基于二进制插桩的进程迁移方法,该方法能够充分利用共享指令集异构多核的优势,以很低的代价大大提升运行效率,并且无需修改源代码和编译系统,有良好的兼容性。在SPEC等测试程序上的实验数据表明,这种方法的效率为内核模拟的2.25倍。

关键词：共享指令集(ISA) 异构多核处理器进程迁移二进制插桩内核模拟

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面向门级网表的VLSI三模冗余加固设计

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计算机工程与科学 2014年第12期36卷 2355-2360页

作者：徐冉冉孟海波桂小琰申小伟安述倩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 北京理工大学信息与电子学院北京100081

航天器在宇宙空间易受粒子的影响而产生错误,三模冗余技术是一种有效的容错机制。但是,现有的三模冗余加固设计一般是一款芯片定制一套加固方案,无法做到通用性。提出一种功能无关的VLSI门级网表三模冗余加固通用设计方案。通过对时序... 详细信息

航天器在宇宙空间易受粒子的影响而产生错误,三模冗余技术是一种有效的容错机制。但是,现有的三模冗余加固设计一般是一款芯片定制一套加固方案,无法做到通用性。提出一种功能无关的VLSI门级网表三模冗余加固通用设计方案。通过对时序器件和组合逻辑器件进行不同的加固设计,实现三模冗余。根据对不同的工艺库的识别与理解,本方案还进行了驱动能力优化等。通过将上述方案工具化,并利用已有的众核处理器网表进行实验评估,全局时序器件加固面积增加为原始网表面积的185%,局部时序器件加固面积增加为原网表的1%-80%,加固方案可按设计需求配置。实验数据表明,加固后的网表中关键路径的平均时延增加为22.15%-22.86%,在设计需求配置下,性能可满足用户要求。

关键词：可靠性三模冗余时序单元组合逻辑门级网表

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一款用于多媒体处理的异构多核系统芯片的可测试性设计

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中国科学：信息科学 2014年第10期44卷 1239-1252页

作者：刘辉聪孟海波李华伟邓家超李晓维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 中国科学院大学计算机与控制学院北京100049

随着集成电路工艺的发展,系统芯片(SoC)集成已成为超大规模集成电路的主流设计方法.SoC设计具有强调自顶向下设计、突出设计重用性、重视低功耗的特点,给集成电路的可测试性设计带来了严峻的挑战.本文针对一款用于多媒体处理的异构多核... 详细信息

随着集成电路工艺的发展,系统芯片(SoC)集成已成为超大规模集成电路的主流设计方法.SoC设计具有强调自顶向下设计、突出设计重用性、重视低功耗的特点,给集成电路的可测试性设计带来了严峻的挑战.本文针对一款用于多媒体处理的异构多核系统芯片DPU-m,提出了一套完整的可测试性设计方案,支持3种工作模式:功能模式、存储器内建自测试模式以及扫描测试模式,并进行了设计实现和评估.针对逻辑电路的可测试性设计,采用自顶向下的模块化设计思想,提出并实现了一种分布式与多路选择器相结合的测试访问机制,实验结果表明,DPU-m逻辑电路单固定型故障的测试覆盖率为98.58%,满足设计方要求;针对实速时延测试的需求,设计并实现了基于片上时钟生成器的时钟控制单元,可在片上支持不同时钟域、6种时钟频率的实速时延测试;针对存储器电路的自测试,设计并实现了串并行结合的存储器内建自测试结构,在最大测试功耗的约束下有效地减少了测试时间;进一步设计了顶层测试结果输出电路,满足了设计方要求的诊断分辨率,若以100 MHz的频率进行测试,测试时间为14 ms.

关键词：可测试性设计测试访问机制测试调度片上时钟控制单元存储器内建自测试

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多标准视频编码器下的运动估计评估

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计算机工程 2014年第4期40卷 295-300,304页

作者：孙公瑾安虹范东睿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

运动估计是视频编码过程中最为复杂和耗时的阶段。为分析和优化其性能,从多个流行的开源视频编码器中提取出单独的运动估计算法模块,根据视频分辨率和视频内容的不同建立程序输入集,从而构成一套完整的测试程序集合。利用性能分析工具... 详细信息

运动估计是视频编码过程中最为复杂和耗时的阶段。为分析和优化其性能,从多个流行的开源视频编码器中提取出单独的运动估计算法模块,根据视频分辨率和视频内容的不同建立程序输入集,从而构成一套完整的测试程序集合。利用性能分析工具对算法性能和微体系结构性能进行量化分析,给出这些算法在当今主流处理器体系结构上的性能差异。实验结果表明,复杂视频和高分辨率视频下的运动估计算法耗时最长,且大部分算法的指令级并行性没有太大差异。算法最后一级高速缓存的缺失率和分支误预测率都较低,分别在0.01%和7%以下。

关键词：视频编码运动估计钻石搜索六边形搜索视频内容分辨率微结构

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动态二进制翻译中间接跳转的热点跟踪及其一致性维护优化

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高技术通讯 2014年第5期24卷 443-451页

作者：张晓春高翔郭崎刘宏伟靳国杰孟小甫计算机体系结构国家重点实验室北京100190 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 IBM中国研究院北京100094

针对动态二进制翻译(DBT)系统对地址转换过程进行一致性维护的基于锁操作的传统方法会在单线程和多线程执行中都造成严重的执行开销的问题,提出了优化一致性维护的机制,通过跟踪热点跳转,在命中率较高的热点跳转的地址转换过程中,避免... 详细信息

针对动态二进制翻译(DBT)系统对地址转换过程进行一致性维护的基于锁操作的传统方法会在单线程和多线程执行中都造成严重的执行开销的问题,提出了优化一致性维护的机制,通过跟踪热点跳转,在命中率较高的热点跳转的地址转换过程中,避免使用锁操作,仅在检测到并发读写冲突时进行冗余的地址转换。为实现上述检测过程,提出了指令执行时序和地址转换数据的优化设计方法。在基于Godson-3处理器的X86模拟平台上,实验结果显示,优化机制极大地提高了二进制翻译的执行效率,在SPEC CPU2000/2006单线程测试中能够降低平均27.7%(1.8%到58.5%)的执行开销,在NPB多线程测试中能够降低平均18.4%(3.3%到64.6%)的执行开销。

关键词：动态二进制翻译(DBT) 间接跳转多线程一致性维护热点跟踪

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一种基于编码的提高PCM使用寿命方法

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高性能计算技术 2014年第1期 54-61页

作者：王亚楠陈荔城陈明宇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 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

随着大数据时代的来临,大数据处理对内存容量的需求快速增长,而传统的DRAM内存容量增长速度无法满足现代计算机系统的需求,内存容量已经成为系统的瓶颈之一.PCM作为新型的内存材料,能够提供比DRAM更高的单位面积存储容量和更低的平均功... 详细信息

随着大数据时代的来临,大数据处理对内存容量的需求快速增长,而传统的DRAM内存容量增长速度无法满足现代计算机系统的需求,内存容量已经成为系统的瓶颈之一.PCM作为新型的内存材料,能够提供比DRAM更高的单位面积存储容量和更低的平均功耗,但是PCM也具有写寿命较短和写延迟较大的缺陷.为了提高PCM的使用寿命,本文提出了一种基于编码的数据存储方法,能够在1.5％的面积开销下,减少50％的写操作更新位数,从而大幅度提高PCM的使用寿命.

关键词： PCM 使用寿命编码

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基于OpenCL的Kmeans算法的优化研究

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计算机科学与探索 2014年第10期8卷 1162-1176页

作者：吴再龙张云泉徐建良贾海鹏颜深根解庆春中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 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 中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190

Kmeans算法是无监督机器学习中一种典型的聚类算法，是对已知数据集进行划分和分组的重要方法，在图像处理、数据挖掘、生物学领域有着广泛的应用。随着实际应用中数据规模的不断变大，对Kmeans算法的性能也提出了更高的要求。在充分考... 详细信息

Kmeans算法是无监督机器学习中一种典型的聚类算法，是对已知数据集进行划分和分组的重要方法，在图像处理、数据挖掘、生物学领域有着广泛的应用。随着实际应用中数据规模的不断变大，对Kmeans算法的性能也提出了更高的要求。在充分考虑不同硬件平台体系架构差异的基础上，系统地研究了Kmeans算法在GPU和APU平台上实现与优化的关键技术：片上全局同步高效实现，冗余计算减少全局同步次数，线程任务重映射，局部内存重用等，实现了Kmeans算法在不同硬件平台上的高性能与性能移植。实验结果表明，优化后的算法在考虑数据传输时间的前提下，在AMD HD7970 GPU上相对于CPU版本取得136.975～170.333倍的加速比，在AMD A10-5800K APU上相对于CPU版本取得22.2365～24.3865倍的加速比，有效验证了优化方法的有效性和平台的可移植性。

关键词：并行计算迭代算法跨平台

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主流视频编解码软件的硬件性能分析与设计

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计算机工程 2014年第6期40卷 300-305页

作者：汤旭龙安虹范东睿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体系结构国家重点实验室北京100190

网络视频会议以及高清视频点播等应用的广泛流行,对视频编解码的编码质量以及编码速度提出了更高的要求。为帮助硬件设计人员设计更强大的专用处理器去适应视频编解码应用的发展趋势,并评估处理器设计的合理性和正确性,对视频编解码进... 详细信息

网络视频会议以及高清视频点播等应用的广泛流行,对视频编解码的编码质量以及编码速度提出了更高的要求。为帮助硬件设计人员设计更强大的专用处理器去适应视频编解码应用的发展趋势,并评估处理器设计的合理性和正确性,对视频编解码进行分析和测试,提出一套基准测试程序。采用自顶向下的分析方法,以流行性、编解码效率、压缩质量和开源性为标准,选取主流的视频编解码软件,进行热点函数分析。抽取变换、量化以及滤波过程中的热点函数,使之成为视频编解码测试程序,为其构造典型输入集。通过分析真实硬件平台上这些测试程序的计算和访存特性,给出处理器设计的建议。结果证明,该基准测试程序使用10%的代码量即可反映视频编解码过程的主要特征,对处理器设计具有指导意义。

关键词：视频编解码体系结构热点函数性能分析变换量化滤波

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RISC指令集众核处理器功能验证与实现

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计算机工程与应用 2014年第21期50卷 54-58页

作者：朱博元刘高辉李政运安述倩西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 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

众核技术已成为当前处理器体系结构发展的必然趋势,如何对众核处理器设计进行有效而充分的验证,成为当今IC设计验证领域的研究热点之一,也是众核处理器芯片能否成功流片的关键因素之一。目前工业界采用基于仿真的验证作为主要的验证方式... 详细信息

众核技术已成为当前处理器体系结构发展的必然趋势,如何对众核处理器设计进行有效而充分的验证,成为当今IC设计验证领域的研究热点之一,也是众核处理器芯片能否成功流片的关键因素之一。目前工业界采用基于仿真的验证作为主要的验证方式,重点介绍了以覆盖率为导向的RISC众核处理器的功能验证环境的整体设计,提出了"被动式"的验证思想,并采用"软硬件协同验证"的策略,最终达到每条指令都比对通过的验证目标,辅以后期阶段所引入的时序验证策略和功耗评估策略,完整地提出了一套芯片验证平台搭建和验证功能实现的方法流程。

关键词：众核处理器功能验证覆盖率时序验证功耗评估

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关于多核/众核系统可扩展性趋势的探讨

关于多核/众核系统可扩展性趋势的探讨

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2014全国高性能计算学术年会

作者：李星吕方刘颖冯晓兵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

主流的多核/众核并行系统的计算能力并非与其资源成正比,其可扩展性与架构、资源部署等均有一定联系.除此之外,来自核心软件——操作系统以及并行运行时库的影响也是不可忽视的,硬件结构与核心软件将共同影响并行系统性能的充分发挥.因... 详细信息

主流的多核/众核并行系统的计算能力并非与其资源成正比,其可扩展性与架构、资源部署等均有一定联系.除此之外,来自核心软件——操作系统以及并行运行时库的影响也是不可忽视的,硬件结构与核心软件将共同影响并行系统性能的充分发挥.因此,对这些因素的深入研究将有益于未来多核/众核结构的发展,促使其扬长避短.本文首先给出了三种真实多核/众核平台的可扩展性表现,然后采用量化的方法,分别从并行处理器结构、操作系统的角度对影响系统可扩展性的若干问题进行了深入分析.

关键词：并行处理器多核结构众核并行系统可扩展性

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