检索结果-内蒙古大学图书馆

电子测量技术 2021年第19期44卷 8-15页

作者：王凯刘凯李拓符云越刘唐王骞山东海量信息技术研究院济南250098 浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南250101 山东浪潮人工智能研究院有限公司济南250101

为解决SM4传统加解密方式存在的速度慢、效率低、占用CPU计算资源的问题,提出了一种可重构高速数据加密系统。该系统基于Xilinx Virtex UltraScale VU9p FPGA,利用PCIe热插拔特性,可快速应用于办公主机或服务器,通过PCIe高速接口实现数... 详细信息

为解决SM4传统加解密方式存在的速度慢、效率低、占用CPU计算资源的问题,提出了一种可重构高速数据加密系统。该系统基于Xilinx Virtex UltraScale VU9p FPGA,利用PCIe热插拔特性,可快速应用于办公主机或服务器,通过PCIe高速接口实现数据的快速传输,在FPGA内实现并行可调度SM4算法逻辑,设计有专用DMA模块,实现旁路主机CPU传输明文密文,减少主机端资源占用;采用FPGA实现的加解密系统具备可重构性,大大降低了算法迭代的硬件成本。系统分析测试和实验结果表明,该系统实现了数据的高速可靠传输与加密,总线速率达到8 GT/s,能有效满足大容量数据快速加解密的需求;采用并行可调度流水线加解密,较CPU实现方式,加解密速率提升约25.78倍。

关键词： PCIe高速总线 SM4加解密直接存储器访问高速数据传输现场可编程门阵列(FPGA)

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神威太湖之光加速计算在脑神经网络模拟中的应用

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计算机学报 2020年第6期43卷 1024-1036页

作者：栗学磊朱效民魏彦杰冯圣中中国科学院深圳先进技术研究院高性能计算研究中心广东深圳518055 国家超级计算深圳中心(深圳云计算中心) 广东深圳518055 高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南250101

脑神经网络模拟是脑科学研究和理论验证的重要方法.为提高脑模拟速度,异构加速已开始应用于脑模拟.然而现有异构加速脑模拟软件均存在明显的访存性能和计算精度问题.为此,本文基于神威太湖之光研发了脑模拟软件SWsnn,确保了随机访存多... 详细信息

脑神经网络模拟是脑科学研究和理论验证的重要方法.为提高脑模拟速度,异构加速已开始应用于脑模拟.然而现有异构加速脑模拟软件均存在明显的访存性能和计算精度问题.为此,本文基于神威太湖之光研发了脑模拟软件SWsnn,确保了随机访存多发生在高速缓存中.为避免主存访问的随机性,将频繁出现随机访存且数据量较小的神经元信息长时间停留在局部存储(LDM),同时将数据量很大的突触连接数据存储在主存,且尽可能连续访问主存.为避免可塑性导致的对突触连接的随机搜索,对脉冲时间依赖可塑性(STDP)算法采用需要前再更新的方法,以确保主存访问的连续性.为了提高脑模拟精度,设计环形缓冲和延迟传送联合应用方法,以支持高精度时间步长的脑模拟.在此基础上,对SWsnn进行向量化、访存隐藏等优化操作,计算性能进一步提高约50%.SWsnn对104神经元全连接网络实现了生物实时模拟,比同等规模浮点计算能力GPU上运行的CARLsim快10倍左右.

关键词：脉冲神经网络(SNN) 脑模拟 SW26010 随机访存环形缓冲神威太湖之光

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基于SystemVerilog的图像采集压缩卡芯片验证平台设计

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电子测量技术 2021年第20期44卷 29-36页

作者：王凯王骞符云越李拓刘凯山东海量信息技术研究院济南250098 浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南250101 山东浪潮人工智能研究院有限公司济南250101

验证平台对视频采集压缩卡芯片的开发设计有重要作用。针对传统的验证平台在代码覆盖率以及测试效率方面存在的不足,设计了一款基于SystemVerilog搭建的验证平台,该验证平台采用面向对象程序语言设计,其中,PCIe host(RP)端采用Xilinx I... 详细信息

验证平台对视频采集压缩卡芯片的开发设计有重要作用。针对传统的验证平台在代码覆盖率以及测试效率方面存在的不足,设计了一款基于SystemVerilog搭建的验证平台,该验证平台采用面向对象程序语言设计,其中,PCIe host(RP)端采用Xilinx IP建模链路层和物理层,保证了PCIe总线环境与真实主机板卡环境相同;外部验证环境采用SystemVerilog分层设计的方法,并采用类思想进行上层验证环境设计,使较多验证组件能够移植至同一接口协议的不同类SoC;此外,在自动化验证阶段,通过仿真报告自动判断case状态,调整随机基准以及在覆盖率报告中追踪未覆盖模块路径,极大地改善了代码的边角覆盖情况,加速了回归收敛。从采集压缩仿真过程、验证自动化以及覆盖率3个方面对该验证平台进行了分析,结果表明,该验证平台可快速完成相似设计的验证模组横向移植,提高相似功能芯片的验证可靠性,节省人力,加快仿真进度,加速覆盖率收敛,缩短验证周期,增加流片成功率。

关键词： SystemVerilog 功能验证自动化验证覆盖率收敛

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浸没式液冷水箱轻量化设计与仿真分析

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现代制造技术与装备 2021年第5期57卷 33-35页

作者：张海龙浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器与存储技术国家重点实验室济南250101

水箱是浸没式液冷技术实现的基础部件,其可靠性对液冷服务器的影响至关重要。目前,常用水箱采用焊接金属框架加内胆装配而成。传统水箱存在质量大、寿命低以及不利于承压等缺点。基于此,对水箱进行颠覆性设计,将装配结构改为一体成型结... 详细信息

水箱是浸没式液冷技术实现的基础部件,其可靠性对液冷服务器的影响至关重要。目前,常用水箱采用焊接金属框架加内胆装配而成。传统水箱存在质量大、寿命低以及不利于承压等缺点。基于此,对水箱进行颠覆性设计,将装配结构改为一体成型结构。为了增加刚度,内部填充聚氨酯泡沫。依据等强度设计方法,确定了水箱的外观与尺寸。最后,针对两种结构形式分别进行仿真分析。仿真结果表明,采用等强度设计方法的新型轻量化水箱的质量较原框架水箱减轻23%,承压工况下最大应力下降94%以上,最大变形减小38%。

关键词：浸没式液冷水箱轻量化仿真分析

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基于ABAQUS的服务器跌落仿真与实验研究

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机械工程师 2021年第11期 128-129,133页

作者：张海龙浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器与存储技术国家重点实验室济南250101

使用ABAQUS/Explicit对某服务器产品进行带包装跌落仿真分析,通过简单压缩试验,识别出合适的包装材料本构模型。最后对产品进行跌落实验,提取箱耳部位的加速度响应。通过加速度时程曲线的仿真与实验对标,有效验证了包装材料模型与前处... 详细信息

使用ABAQUS/Explicit对某服务器产品进行带包装跌落仿真分析,通过简单压缩试验,识别出合适的包装材料本构模型。最后对产品进行跌落实验,提取箱耳部位的加速度响应。通过加速度时程曲线的仿真与实验对标,有效验证了包装材料模型与前处理过程中各种简化方法,对标结果表明,该仿真精度达标,可以用来指导实验及后续的结构设计优化。

关键词： ABAQUS跌落仿真加速度曲线实验对标

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面向数据库查询加速的异构体系结构设计与实现

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计算机工程与科学 2020年第12期42卷 2169-2178页

作者：李仁刚任智新黄广奎孙颉王峰张闯浪潮电子信息产业股份有限公司山东济南250013 高效能服务器和存储技术国家重点实验室山东济南250013

数据库是数据分析、人工智能、云计算和大数据等领域的关键工作负载,是提高系统整体性能的关键。传统数据库系统查询执行效率偏低,并且CPU通常需要优先处理事务性负载,使数据查询逐渐成为制约整个数据库系统性能和效率提升的瓶颈。为了... 详细信息

数据库是数据分析、人工智能、云计算和大数据等领域的关键工作负载,是提高系统整体性能的关键。传统数据库系统查询执行效率偏低,并且CPU通常需要优先处理事务性负载,使数据查询逐渐成为制约整个数据库系统性能和效率提升的瓶颈。为了提高数据库在大规模并发访问时的数据处理能力,提出了一种CPU+FPGA加速数据库查询的异构体系结构,通过使用异构缓存一致性加速接口将加速器集成到CPU中,在FPGA内定制可配置的多引擎查询方式,对数据库查询进行加速。聚焦常用的SQL查询语句SELECT,详细分析了系统在延迟和简化的软件堆栈方面的优势,最后使用浪潮F37X加速卡和浪潮服务器对加速模型功能和性能进行了验证。实验结果表明,与使用POWER 9 CPU进行同样的查询操作相比,数据库系统整体处理速度提高了3~9倍,这种先进的异构计算加速结构可应用在未来数据库硬件专业化的设计中。

关键词：数据库查询异构计算异构体系结构异构缓存一致性 PostgreSQL

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基于FPGA内存数据保护技术的设计与实现

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计算机工程与应用 2020年第13期56卷 72-76页

作者：李仁刚任智新王江为阚宏伟张闯公维锋高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南250013 浪潮电子信息产业股份有限公司济南250013

为了提高内存数据的可靠性,内存保护技术正广泛应用在高端容错计算机中。为此,提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为控制器实现一拖二的内存热备份技术,对内存数据进行高效的保护。分析FPGA内部接口IP的延时后,提出了采用FPGA原语实现双倍... 详细信息

为了提高内存数据的可靠性,内存保护技术正广泛应用在高端容错计算机中。为此,提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为控制器实现一拖二的内存热备份技术,对内存数据进行高效的保护。分析FPGA内部接口IP的延时后,提出了采用FPGA原语实现双倍数据速率(DDR)数据的采集与处理方法。搭建了以镁光的同步动态随机存取存储器(SDRAM)颗粒为控制对象的仿真模型,验证了该方法的有效性。阐述了以赛灵思公司的FPGA芯片做主控器,实现内存热备份功能的应用实例。该方法不仅可有效保护内存数据,由于FPGA的可编程性,使计算机系统具备了在线扩展(容量)、在线升级内存的功能,可以满足特殊行业不宕机、实时容错的要求。

关键词：内存保护内存热备份现场可编程门阵列(FPGA) 容错计算机

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双层虚拟化云架构下任务调度能耗优化算法

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计算机工程与应用 2021年第3期57卷 103-111页

作者：张驰王宇新冯振郭禾大连理工大学软件学院辽宁大连116024 大连理工大学计算机科学与技术学院辽宁大连116024 浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南250101

虚拟机上部署容器的双层虚拟化云架构在云数据中心中的使用越来越广泛。为了解决该架构下云数据中心的能耗问题,提出了一种工作流任务调度算法TUMS-RTC。针对有截止时间约束的并行工作流,算法将调度过程划分为时间利用率最大化调度和运... 详细信息

虚拟机上部署容器的双层虚拟化云架构在云数据中心中的使用越来越广泛。为了解决该架构下云数据中心的能耗问题,提出了一种工作流任务调度算法TUMS-RTC。针对有截止时间约束的并行工作流,算法将调度过程划分为时间利用率最大化调度和运行时间压缩两个阶段。时间利用率最大化调度通过充分使用给定的时间范围减少完成工作流所需的虚拟机和服务器数量;运行时间压缩阶段通过压缩虚拟机空闲时间以缩短虚拟机和服务器的工作时间,最终达到降低能耗的目标。使用大量特征可控的随机工作流对TUMS-RTC算法的性能进行了测试。实验结果表明,TUMS-RTC算法相较于对比算法有更高的资源利用率,虚拟机数量减少率和能耗节省率,并且可以很好地处理云计算中规模大且并行度高的工作流。

关键词：云数据中心能耗工作流任务调度虚拟机容器

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面向模型并行训练的模型拆分策略自动生成方法

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计算机工程与科学 2020年第9期42卷 1529-1537页

作者：王丽郭振华曹芳高开赵雅倩赵坤浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器与存储技术国家重点实验室山东济南250000 广东浪潮大数据研究有限公司广东广州510000

随着训练数据规模的增大以及训练模型的日趋复杂,深度神经网络的训练成本越来越高,对计算平台提出了更高的算力需求,模型训练并行化成为增强其应用时效性的迫切需求。近年来基于分布式训练的AI加速器(如FPGA、TPU、AI芯片等)层出不穷,... 详细信息

随着训练数据规模的增大以及训练模型的日趋复杂,深度神经网络的训练成本越来越高,对计算平台提出了更高的算力需求,模型训练并行化成为增强其应用时效性的迫切需求。近年来基于分布式训练的AI加速器(如FPGA、TPU、AI芯片等)层出不穷,为深度神经网络并行训练提供了硬件基础。为了充分利用各种硬件资源,研究人员需要在集合了多种不同算力、不同硬件架构AI加速器的计算平台上进行神经网络的模型并行训练,因此,如何高效利用各种AI加速器计算资源,并实现训练任务在多种加速器上的负载均衡,一直是研究人员关心的热点问题。提出了一种面向模型并行训练的模型拆分策略自动生成方法,该方法能够基于静态的网络模型自动生成模型拆分策略,实现网络层在不同AI加速器上的任务分配。基于该方法自动生成的模型分配策略,能够高效利用单个计算平台上的所有计算资源,并保证模型训练任务在各设备之间的负载均衡,与目前使用的人工拆分策略相比,具有更高的时效性,节省拆分策略生成时间100倍以上,且降低了由于人为因素带来的不确定性。

关键词：模型并行模型训练模型拆分负载均衡

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一种基于MDC支持异构的数据池化层设计

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电子测试 2020年第2期31卷 81-82,46页

作者：李俊山浪潮电子信息产业股份有限公司高效能服务器和存储技术国家重点实验室数据中心研发部

为了提高数据中心综合管控效率、提升监测手段,基于MDC的支持异构的数据池化层设计,具备接口统一、模型统一及传输方式跨平台的为主要特征的统一监控系统,解决了不同设备,不同协议的一个归一化的问题,是从根本上解决了异构数据的数据池... 详细信息

为了提高数据中心综合管控效率、提升监测手段,基于MDC的支持异构的数据池化层设计,具备接口统一、模型统一及传输方式跨平台的为主要特征的统一监控系统,解决了不同设备,不同协议的一个归一化的问题,是从根本上解决了异构数据的数据池化,有利于异构对象的统一管理。

关键词： MDC 异构数据池化层

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