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基于多级磁自旋存储器的Cache调度策略的设计
被引量：
2
1
作者
朱艳娜
王党辉
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2018年第B06期513-517,共5页
多级磁自旋存储器(Multi-Level Cell Spin-Transfer Torque RAM,MLC STT-RAM)可在一个存储单元中存储多个比特位,有望取代SRAM用于构建大容量低功耗的最后一级Cache(Last Level Cache,LLC)。MLC STT-RAM的静态功耗在理论上为0,且拥有高...
多级磁自旋存储器(Multi-Level Cell Spin-Transfer Torque RAM,MLC STT-RAM)可在一个存储单元中存储多个比特位,有望取代SRAM用于构建大容量低功耗的最后一级Cache(Last Level Cache,LLC)。MLC STT-RAM的静态功耗在理论上为0,且拥有高密度和优秀的读操作特性,但它的缺陷在于低效的写操作。针对这一问题,在MLC STT-RAM Cache hard/soft逻辑分区结构的基础上,实现了MLC STT-RAM LLC写操作密集度预测技术以及相应Cache结构的设计。通过动态预测写操作密集度较高的Cache块,帮助MLC STT-RAM LLC减少执行写操作的代价。预测的基本思想是利用访存指令地址与相应Cache块行为特征的联系,根据预测结果决定数据在LLC中的放置位置。实验结果显示,在MLC STT-RAM LLC中应用写操作密集度预测技术,使得写操作动态功耗降低6.3%的同时,系统性能有所提升。
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关键词
多级磁自旋存储器
最后一级高速缓存
低功耗
预测机制
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职称材料
Cache一致性验证的结构化激励生成算法
2
作者
程开丰
罗汉青
梁利平
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期108-114,共7页
为解决Cache一致性验证中传统随机激励方法的冗余覆盖及覆盖死角等问题,提出了一种高层次结构化激励生成算法和相应的高层次功能覆盖率模型.首先根据实际多核应用场景将冲突访存操作分类成基本同步和复杂同步,并进一步抽象成有向二分图...
为解决Cache一致性验证中传统随机激励方法的冗余覆盖及覆盖死角等问题,提出了一种高层次结构化激励生成算法和相应的高层次功能覆盖率模型.首先根据实际多核应用场景将冲突访存操作分类成基本同步和复杂同步,并进一步抽象成有向二分图模型,由此提出一种通用的层次化输入空间等价类划分算法和对应的高层次HSPC(Host Slave Pair Coverage)功能覆盖率模型,最后基于树的搜索提出了结构化激励生成算法.上述方案成功应用于IME-Diamond SoC的Cache一致性的功能验证中,实际结果表明,相比传统基于代码的覆盖率,高层次HSPC功能覆盖率模型的揭示功能Bug能力更强,而且相对于传统的随机生成,结构化的激励能够将覆盖率收敛所需的激励数减少96.3%.
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关键词
cache
一致性
有向二分图模型
等价类划分
高层次功能覆盖率模型
结构化激励生成
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职称材料
面向E级超算系统的众核片上存储层次研究
被引量：
1
3
作者
方燕飞
刘齐
+5 位作者
董恩铭
李雁冰
过锋
王谛
何王全
漆锋滨
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期10-24,共15页
当前众核已成为构建高性能计算(HPC)超级计算机的主流微处理器架构,为HPC领域E级超算提供强大的算力。随着众核处理器片上集成的运算核心数量不断增加,众多核心对存储资源竞争愈加激烈,“访存墙”问题越来越突出。众核片上存储层次是缓...
当前众核已成为构建高性能计算(HPC)超级计算机的主流微处理器架构,为HPC领域E级超算提供强大的算力。随着众核处理器片上集成的运算核心数量不断增加,众多核心对存储资源竞争愈加激烈,“访存墙”问题越来越突出。众核片上存储层次是缓解“访存墙”问题并帮助HPC应用更好地发挥众核处理器的计算优势以提升实际应用性能的重要结构。众核片上存储层次的设计对众核片上系统性能、功耗和面积具有重要影响,是众核结构设计中的重要环节,也是业界的研究热点。由于众核芯片发展历史和片上微体系结构设计技术的不同,以及所面向的应用领域需求不同等原因,目前的HPC主流众核片上存储层次结构并不单一,但从横向比较和各处理器自身纵向发展趋势,以及从HPC与数据科学、机器学习不断融合发展带来的应用需求变化来看,SPM+Cache的混合结构最可能成为今后HPC E级超算系统众核处理器片上存储层次设计的主流选择。在面向E级计算的软件和算法层面,开展针对众核存储层次特点的设计与优化,可以帮助HPC应用更好地发挥众核处理器的计算优势,从而有效提升实际应用性能,因此面向众核片上存储层次特点的软件及算法设计与优化技术也是业界的研究热点之一。首先按照不同的组织方式将片上存储层次分为多级Cache结构、SPM结构和SPM+Cache混合结构,并总结分析3种结构的优缺点。然后分析国际主流GPU、同构众核、国产众核等面向主流E级超算系统的众核处理器片上存储层次设计现状与发展趋势。最后从众核LLC管理与缓存一致性协议、SPM空间管理与数据移动优化、SPM+Cache混合结构的全局视角优化等角度综述国际上的存储层次设计与优化相关软硬件技术的研究现状。在此基础上,从软硬件及算法设计等不同角度展望了片上存储层次的未来研究方向。
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关键词
E级超算
众核处理器
存储层次
高性能计算
便签式存储器
末级缓存
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职称材料
题名
基于多级磁自旋存储器的Cache调度策略的设计
被引量：
2
1
作者
朱艳娜
王党辉
机构
中国空空导弹研究院
西北工业大学
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2018年第B06期513-517,共5页
文摘
多级磁自旋存储器(Multi-Level Cell Spin-Transfer Torque RAM,MLC STT-RAM)可在一个存储单元中存储多个比特位,有望取代SRAM用于构建大容量低功耗的最后一级Cache(Last Level Cache,LLC)。MLC STT-RAM的静态功耗在理论上为0,且拥有高密度和优秀的读操作特性,但它的缺陷在于低效的写操作。针对这一问题,在MLC STT-RAM Cache hard/soft逻辑分区结构的基础上,实现了MLC STT-RAM LLC写操作密集度预测技术以及相应Cache结构的设计。通过动态预测写操作密集度较高的Cache块,帮助MLC STT-RAM LLC减少执行写操作的代价。预测的基本思想是利用访存指令地址与相应Cache块行为特征的联系,根据预测结果决定数据在LLC中的放置位置。实验结果显示,在MLC STT-RAM LLC中应用写操作密集度预测技术,使得写操作动态功耗降低6.3%的同时,系统性能有所提升。
关键词
多级磁自旋存储器
最后一级高速缓存
低功耗
预测机制
Keywords
Multi -
level
Cell Spin Transfer Torque RAM
last level high -speed cache
Energy efficient
Prediction mechanism
分类号
TP332.3 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
Cache一致性验证的结构化激励生成算法
2
作者
程开丰
罗汉青
梁利平
机构
中国科学院大学中国科学院微电子研究所嵌入式与多核DSP实验室
出处
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期108-114,共7页
基金
新一代宽带无线移动通信网国家科技重大专项(2013ZX03003015)。
文摘
为解决Cache一致性验证中传统随机激励方法的冗余覆盖及覆盖死角等问题,提出了一种高层次结构化激励生成算法和相应的高层次功能覆盖率模型.首先根据实际多核应用场景将冲突访存操作分类成基本同步和复杂同步,并进一步抽象成有向二分图模型,由此提出一种通用的层次化输入空间等价类划分算法和对应的高层次HSPC(Host Slave Pair Coverage)功能覆盖率模型,最后基于树的搜索提出了结构化激励生成算法.上述方案成功应用于IME-Diamond SoC的Cache一致性的功能验证中,实际结果表明,相比传统基于代码的覆盖率,高层次HSPC功能覆盖率模型的揭示功能Bug能力更强,而且相对于传统的随机生成,结构化的激励能够将覆盖率收敛所需的激励数减少96.3%.
关键词
cache
一致性
有向二分图模型
等价类划分
高层次功能覆盖率模型
结构化激励生成
Keywords
cache
coherence
directed bipartite graph model
equivalence partition
high
level
functional coverage model
structural stimuli generation
分类号
TP302 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
面向E级超算系统的众核片上存储层次研究
被引量：
1
3
作者
方燕飞
刘齐
董恩铭
李雁冰
过锋
王谛
何王全
漆锋滨
机构
国家并行计算机工程技术研究中心
出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期10-24,共15页
基金
国家重点研发计划(2021FYB03011100)。
文摘
当前众核已成为构建高性能计算(HPC)超级计算机的主流微处理器架构,为HPC领域E级超算提供强大的算力。随着众核处理器片上集成的运算核心数量不断增加,众多核心对存储资源竞争愈加激烈,“访存墙”问题越来越突出。众核片上存储层次是缓解“访存墙”问题并帮助HPC应用更好地发挥众核处理器的计算优势以提升实际应用性能的重要结构。众核片上存储层次的设计对众核片上系统性能、功耗和面积具有重要影响,是众核结构设计中的重要环节,也是业界的研究热点。由于众核芯片发展历史和片上微体系结构设计技术的不同,以及所面向的应用领域需求不同等原因,目前的HPC主流众核片上存储层次结构并不单一,但从横向比较和各处理器自身纵向发展趋势,以及从HPC与数据科学、机器学习不断融合发展带来的应用需求变化来看,SPM+Cache的混合结构最可能成为今后HPC E级超算系统众核处理器片上存储层次设计的主流选择。在面向E级计算的软件和算法层面,开展针对众核存储层次特点的设计与优化,可以帮助HPC应用更好地发挥众核处理器的计算优势,从而有效提升实际应用性能,因此面向众核片上存储层次特点的软件及算法设计与优化技术也是业界的研究热点之一。首先按照不同的组织方式将片上存储层次分为多级Cache结构、SPM结构和SPM+Cache混合结构,并总结分析3种结构的优缺点。然后分析国际主流GPU、同构众核、国产众核等面向主流E级超算系统的众核处理器片上存储层次设计现状与发展趋势。最后从众核LLC管理与缓存一致性协议、SPM空间管理与数据移动优化、SPM+Cache混合结构的全局视角优化等角度综述国际上的存储层次设计与优化相关软硬件技术的研究现状。在此基础上,从软硬件及算法设计等不同角度展望了片上存储层次的未来研究方向。
关键词
E级超算
众核处理器
存储层次
高性能计算
便签式存储器
末级缓存
Keywords
Exascale supercomputer
manycore processor
storage hierarchy
high
Performance Computing(HPC)
Scratchpad Memory(SPM)
Last
level
cache
(LLC)
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多级磁自旋存储器的Cache调度策略的设计
朱艳娜
王党辉
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2018
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
Cache一致性验证的结构化激励生成算法
程开丰
罗汉青
梁利平
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
面向E级超算系统的众核片上存储层次研究
方燕飞
刘齐
董恩铭
李雁冰
过锋
王谛
何王全
漆锋滨
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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