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基于CMP的多种并行蚁群算法及比较 被引量:3
1
作者 何丽莉 王克淼 +1 位作者 白洪涛 胡成全 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期787-792,共6页
基于片上多核处理器(Chip Multi-processor,CMP)的多种并行蚁群算法,包括并行最大最小蚂蚁系统、并行蚁群系统及两者的混合等5个并行算法,提出一种在CMP的每个处理器核心上模拟一个子蚁群,整体蚁群共享同一信息素矩阵,实现信息素隐式交... 基于片上多核处理器(Chip Multi-processor,CMP)的多种并行蚁群算法,包括并行最大最小蚂蚁系统、并行蚁群系统及两者的混合等5个并行算法,提出一种在CMP的每个处理器核心上模拟一个子蚁群,整体蚁群共享同一信息素矩阵,实现信息素隐式交流的方法.用多线程实时优先级实现该算法,并用若干旅行商问题实例进行了测试,分析了不同并行策略的影响.测试结果表明,基于CMP的并行蚁群具有相对于核心数目的线性加速比,异种蚁群混合策略在解的稳定性上更具优势。 展开更多
关键词 蚁群优化 共享信息素矩阵 并行计算 片上多核处理器
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一种基于容量复用的异构CMP Cache 被引量:2
2
作者 高翔 章隆兵 胡伟武 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期877-885,共9页
多核环境下的Cache设计技术受到线延时和应用等多方面因素影响,私有和共享方案都存在各自的不足.提出了一种异构的CMP Cache结构,采用两类具有不同Cache层次的结点组成多核芯片,设计了基于间接索引的Cache容量复用等技术,提供了容量有... 多核环境下的Cache设计技术受到线延时和应用等多方面因素影响,私有和共享方案都存在各自的不足.提出了一种异构的CMP Cache结构,采用两类具有不同Cache层次的结点组成多核芯片,设计了基于间接索引的Cache容量复用等技术,提供了容量有效且访问迅速的片上存储层次.在全系统环境下对SPEC CPU2000,SPLASH2等程序的评测结果表明,异构CMP Cache结构能够适应各类应用的需要,对单进程和多线程应用平均性能提高分别可达16%和9%.异构CMP Cache同时具有硬件设计简单的特点,具有较好的工程可实现性,其设计思想将应用在未来的龙芯多核处理器设计中. 展开更多
关键词 片上多核处理器 存储层次 异构 容量复用 高速缓存一致性
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基于混合粒子群优化的CMP线程调度方法 被引量:1
3
作者 李静梅 张博 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第20期113-115,共3页
为提高片上多核处理器(CMP)架构中线程调度的执行效率,发挥CMP的并行性能,提出一种基于混合粒子群优化算法的线程调度方法。根据设计的线程调度模型,利用有向无环图表述线程及线程间的相互依赖关系,并采用改进的混合粒子群算法对其进行... 为提高片上多核处理器(CMP)架构中线程调度的执行效率,发挥CMP的并行性能,提出一种基于混合粒子群优化算法的线程调度方法。根据设计的线程调度模型,利用有向无环图表述线程及线程间的相互依赖关系,并采用改进的混合粒子群算法对其进行合理调度。实验结果表明,该方法的执行效率优于现有的遗传算法,能有效地降低任务的执行时间,充分发挥多核架构的优势。 展开更多
关键词 片上多核处理器 线程调度 粒子群优化算法 全局最优 局部最优 有向无环图 调度方法
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基于CMP的高密度计算机多目标设计方法 被引量:5
4
作者 刘宇航 祝明发 +1 位作者 崔吉顺 肖利民 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期806-812,共7页
面向高端应用的高效能计算机一般具有高性能、高集成度、高热密度、高复杂性的特点,其研制是一项复杂的系统工程。每一环节,存在功能、性能、可靠性等相互制约但需同时兼顾的多个目标。在实践中这些方面的权衡设计如何以有序的方式展开... 面向高端应用的高效能计算机一般具有高性能、高集成度、高热密度、高复杂性的特点,其研制是一项复杂的系统工程。每一环节,存在功能、性能、可靠性等相互制约但需同时兼顾的多个目标。在实践中这些方面的权衡设计如何以有序的方式展开,是一个亟待解决的关键问题。提出了可靠性与功能、性能权衡的设计方法,并应用到一款基于国产多核处理器的16路高密度计算机的自主研制中,软件仿真分析和系统实测验证了该权衡设计方法的有效性。 展开更多
关键词 高密度计算机 高能效 多目标 权衡 协同设计 片上多核
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CMP中基于目录的协作Cache设计方案 被引量:1
5
作者 赵小雨 吴俊敏 +2 位作者 隋秀峰 王庆波 唐轶轩 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第21期283-285,共3页
片上多处理器中二级Cache的设计和管理是影响其性能的关键因素之一。在私有二级Cache的基础上,提出一种基于集中式一致性目录的协作Cache设计方案,通过有效地管理片上存储资源来优化处理器的性能,从而使该协作Cache具有平均访存延迟小、... 片上多处理器中二级Cache的设计和管理是影响其性能的关键因素之一。在私有二级Cache的基础上,提出一种基于集中式一致性目录的协作Cache设计方案,通过有效地管理片上存储资源来优化处理器的性能,从而使该协作Cache具有平均访存延迟小、Cache缺失率低、可扩展性好等优点。实验结果显示,与共享二级Cache设计相比,协作Cache可以将4核处理器的吞吐量平均提高13.5%,而其硬件开销约为8.1%。 展开更多
关键词 协作Cache 集中式一致性目录 片上多处理器 流感知
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一种面向CMP的可变相联度混合Cache结构 被引量:1
6
作者 晏沛湘 杨先炬 张民选 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期656-659,共4页
以V-Way Cache结构为原型,提出一种面向CMP的可变相联度混合Cache结构CMP-VH.CMP-VH将最后一级片上Cache划分成一种优化的私有/共享结构,Tag私有,数据部分私有部分共享.采用基于数据块的重用信息替换策略,提供显式和隐式两种机制在核间... 以V-Way Cache结构为原型,提出一种面向CMP的可变相联度混合Cache结构CMP-VH.CMP-VH将最后一级片上Cache划分成一种优化的私有/共享结构,Tag私有,数据部分私有部分共享.采用基于数据块的重用信息替换策略,提供显式和隐式两种机制在核间对共享数据进行容量划分.并行程序负载SPLASH-2的模拟实验结果表明,CMP-VH具有比单一的私有/共享结构更好的整体性能. 展开更多
关键词 片上多核处理器 混合Cache结构 Reuse替换策略
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环连接CMP模拟器:Godson-Ring
7
作者 曹非 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第9期13-18,49,共7页
片上互连结构和cache一致性协议是片上多核处理器(CMP)设计的关键。为了探索使用环形互连结构CMP的cache一致性协议设计空间,需要使用对环形互连结构和cache一致性协议进行精确模拟的CMP模拟器平台。Godson-Ring是一个环连接CMP的用户... 片上互连结构和cache一致性协议是片上多核处理器(CMP)设计的关键。为了探索使用环形互连结构CMP的cache一致性协议设计空间,需要使用对环形互连结构和cache一致性协议进行精确模拟的CMP模拟器平台。Godson-Ring是一个环连接CMP的用户态模拟器平台,采用功能和时序相分离的模拟方式,使用了事件驱动和执行驱动相结合的方法,周期精确地模拟了环形互连结构和cache一致性协议的硬件行为。该模拟器具有速度快和灵活性高的特点,能模拟多种cache一致性协议,可以快速、有效地探索环连接CMP的cache一致性协议设计空间。 展开更多
关键词 片上多核处理器 CACHE一致性协议 模拟器
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一种分片式多核处理器的用户级模拟器 被引量:6
8
作者 黄琨 马可 +2 位作者 曾洪博 张戈 章隆兵 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期1069-1080,共12页
随着片上晶体管资源的增多和互连线延迟的加大,分片式多核微处理器已成为多核处理器设计的新方向.为了对这种新型处理器进行体系结构的深入研究和设计空间的探索,设计并实现了针对分片式多核处理器的用户级多核性能模拟器.该多核模拟器... 随着片上晶体管资源的增多和互连线延迟的加大,分片式多核微处理器已成为多核处理器设计的新方向.为了对这种新型处理器进行体系结构的深入研究和设计空间的探索,设计并实现了针对分片式多核处理器的用户级多核性能模拟器.该多核模拟器在龙芯2号单处理器核的基础上,完整地模拟了基于目录的Cache一致性协议和存储转发式片上互联网络的结构模型,详细地刻画了由于系统乱序处理各种请求应答和请求之间的冲突而造成的时序特性,可以通过运行各种串行或并行的工作负载对多核处理器的各种重要性能指标加以评估,为多核处理器的结构设计提供了快速、灵活、高效的研究平台. 展开更多
关键词 分片式cmp(chip multiprocessor) 模拟器 片上网络 性能分析 龙芯2号微处理器
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虚拟企业合作伙伴智能优化选择研究 被引量:2
9
作者 朱会东 段赵磊 黄艳 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第24期57-61,100,共6页
针对复杂的虚拟企业伙伴选择问题,利用神经网络的推理功能,并结合模糊技术处理不确定因素的优势,实现最优伙伴的确定。通过分析建立了包括成本、技术能力、服务水平等指标的评价体系,采用实例验证了该方法的可行性。
关键词 虚拟企业 合作伙伴 神经网络 评价体系
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分级环片上网络互连 被引量:5
10
作者 王炜 乔林 +1 位作者 杨广文 汤志忠 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期326-334,共9页
在大规模、超大规模片上互连网络中,因为二维互连方式的性能较差而使多维互连方式成为可选方案之一.文中首先基于区域划分设计了一种分级环互连结构,分析了其静态互连特性,然后基于卡诺图编码设计了一种分级环互连的路由结构以及寻径方... 在大规模、超大规模片上互连网络中,因为二维互连方式的性能较差而使多维互连方式成为可选方案之一.文中首先基于区域划分设计了一种分级环互连结构,分析了其静态互连特性,然后基于卡诺图编码设计了一种分级环互连的路由结构以及寻径方法,在均匀通信模式测试了不同的分级环级联链路缓冲区设置方法下网络的性能,详细分析了按照等比序列设置分级环级联链路缓冲区时分级环互连方式的动态网络特性,最后根据互连性能与Mesh等二维片上互连方式比较的结果,给出了分级环互连方式的使用场合.实验结果表明,虽然在较小规模网络中性能较差,但是分级环互连方式能以较低的成本、较高的性能实现大规模、超大规模片上网络的互连,其中单环分级互连方式在较低网络负载下综合性能更好,而双环分级互连方式则具有更大的网络负载能力,在较高网络负载下性能更好. 展开更多
关键词 片上多处理器 片上网络 分级环 性能分析
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片上二维网络互连性能分析 被引量:8
11
作者 王炜 乔林 +1 位作者 杨广文 汤志忠 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期1601-1611,共11页
片上互连网络已日益成为影响片上多处理器性能的重要因素之一.几乎所有的互连结构均是在二维网络的基础上演变发展而来的.首先分析了几种常见的内部结点度均为4的二维网络的静态特性,提出了一种新的二维片上网络互连路由结构和通信协议... 片上互连网络已日益成为影响片上多处理器性能的重要因素之一.几乎所有的互连结构均是在二维网络的基础上演变发展而来的.首先分析了几种常见的内部结点度均为4的二维网络的静态特性,提出了一种新的二维片上网络互连路由结构和通信协议,基于全局均匀随机通信模型,通过改变网络规模和变换通信强度,分析了不同结构网络的动态特性,然后用链接数表示通信成本,提出了一种新的网络互连综合性能评估指标网络单位成本延迟负载能力,最后对二维网络片上互连的综合性能进行了对比分析,指出了其各自适用的场合. 展开更多
关键词 片上多处理器 片上网络 拓扑 性能分析 单位成本延迟负载能力
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多处理器结构的Lon Works网络智能控制器设计与实现 被引量:10
12
作者 陈岚 张泰山 +1 位作者 彭可 陈际达 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2003年第12期2342-2345,共4页
基于LON总线的LonWorks控制网络中 ,Neuron芯片是控制节点的核心 .但是 ,其处理能力不足以胜任复杂的外部事件 .为了增强节点的控制能力 ,本文提出了一种非对称结构、模块化的多处理器控制网络节点设计方案 ,并将几种通用多处理器间通... 基于LON总线的LonWorks控制网络中 ,Neuron芯片是控制节点的核心 .但是 ,其处理能力不足以胜任复杂的外部事件 .为了增强节点的控制能力 ,本文提出了一种非对称结构、模块化的多处理器控制网络节点设计方案 ,并将几种通用多处理器间通信的方法进行了分析和比较 .Neuron芯片和两片MCU(89C5 2 )根据不同事件处理任务以并行和串行方式连接 ,分别完成了相应的通讯和控制功能 .在具体实现中 ,运用了模块化、非对称结构、流量控制以及外部事件处理优化等技术手段 . 展开更多
关键词 LONWORKS控制网络 NEURON芯片 多处理器 非对称结构 模块化 外部事件处理优化 智能控制器
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片上网络互连拓扑综述 被引量:6
13
作者 王炜 乔林 汤志忠 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第10期1-5,12,共6页
随着器件、工艺和应用技术的不断发展,片上多处理器已经成为主流技术,而且片上多处理器的规模越来越大、片内集成的处理器核数目越来越多,用于片内处理器核及其它部件之间互连的片上网络逐渐成为影响片上多处理器性能的瓶颈之一。片上... 随着器件、工艺和应用技术的不断发展,片上多处理器已经成为主流技术,而且片上多处理器的规模越来越大、片内集成的处理器核数目越来越多,用于片内处理器核及其它部件之间互连的片上网络逐渐成为影响片上多处理器性能的瓶颈之一。片上网络的拓扑结构定义网络内部结点的物理布局和互连方法,决定和影响片上网络的成本、延迟、吞吐率、面积、容错能力和功耗等,同时影响网络路由策略和网络芯片的布局布线方法,是片上网络研究中的关键之一。对比了不同片上网络的拓扑结构,分析了各种结构的性能,并对未来片上网络拓扑研究提出建议。 展开更多
关键词 片上多处理器 片上网络 拓扑 性能分析
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多处理器片上系统任务调度研究进展评述 被引量:30
14
作者 李仁发 刘彦 徐成 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期1620-1629,共10页
多处理器片上系统在单芯片上集成了多种指令集处理器,可完成复杂完整的功能,在图像处理、网络多媒体和嵌入式系统等应用领域前景广阔.任务映射与调度是多处理器片上系统设计的关键问题之一.介绍了多处理器片上系统的基本结构和面临的挑... 多处理器片上系统在单芯片上集成了多种指令集处理器,可完成复杂完整的功能,在图像处理、网络多媒体和嵌入式系统等应用领域前景广阔.任务映射与调度是多处理器片上系统设计的关键问题之一.介绍了多处理器片上系统的基本结构和面临的挑战,从调度算法分析和实现框架两个方面着重探讨了近年来多处理器片上系统任务调度的国内外研究进展情况,分析了当前亟待解决的问题与下一步主要的研究方向,可为多处理器片上系统相关研究提供参考. 展开更多
关键词 多处理器片上系统 实时任务调度 嵌入式系统 体系结构探索 调度模型
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片上多核处理器共享资源分配与调度策略研究综述 被引量:9
15
作者 王磊 刘道福 +2 位作者 陈云霁 陈天石 李玲 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2212-2227,共16页
对于片上多核处理器,如何在多线程间公平有效地分配调度有限的共享资源是一个很重要的问题.随着处理器核规模的增长,多线程对于系统中有限的共享资源的争夺将愈发激烈,由此导致的对于系统性能的影响也将更加显著.为了缓解乃至解决这一问... 对于片上多核处理器,如何在多线程间公平有效地分配调度有限的共享资源是一个很重要的问题.随着处理器核规模的增长,多线程对于系统中有限的共享资源的争夺将愈发激烈,由此导致的对于系统性能的影响也将更加显著.为了缓解乃至解决这一问题,除了增加可用共享资源外,一个能够公平有效地在多线程间分配共享资源的调度算法也至关重要.在各类共享资源中,对于系统性能有着最大影响的是共享缓存和动态随机存储器(dynamic random-access memory,DRAM)系统.对于共享缓存,可以通过缓存分区来降低由于线程间的争夺所带来的影响;对于DRAM系统,可以采取适当的调度算法来调节各个线程发出的访存请求的服务优先级,从而改善系统性能.首先分别以系统吞吐量和公平性为优化目标介绍了一系列对共享缓存的分区调度算法,并针对缓存分区粒度过大的问题给出了相关解决方案.然后从利用线程的访存行为特征和借鉴网络路由算法等多个角度介绍了DRAM的调度算法.研究了从全局出发的联合调度算法,以解决针对不同共享资源的调度算法间相互矛盾的问题.最后从不同角度对于今后的研究进行了展望. 展开更多
关键词 片上多核处理器 多线程 共享缓存 缓存分区 访存调度
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访存与用户行为敏感的MPSoC应用映射 被引量:3
16
作者 王一拙 左琦 +2 位作者 计卫星 王小军 石峰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期631-638,共8页
应用映射是MPSo C设计中的关键问题,针对多应用负载的MPSo C,提出一种访存与用户行为敏感的动态映射策略,该策略根据应用的数据访问特征区分热点与非热点应用,并对用户行为进行建模,根据用户行为模型,进一步在运行时区分关键与非关键应... 应用映射是MPSo C设计中的关键问题,针对多应用负载的MPSo C,提出一种访存与用户行为敏感的动态映射策略,该策略根据应用的数据访问特征区分热点与非热点应用,并对用户行为进行建模,根据用户行为模型,进一步在运行时区分关键与非关键应用.对每个进入系统的应用,按照应用的热点及关键性分类动态选择在线映射算法,让热点应用围绕存储器布局,非热点应用尽量避免占用存储器附近的资源;对关键应用,最小化应用内通信开销和链路竞争,对非关键应用,最小化应用间通信开销和链路竞争.实验表明,与单纯考虑访存或用户行为的映射策略相比,本文策略能够降低系统整体的通信能耗. 展开更多
关键词 多处理器片上系统 片上网络 应用映射 任务映射
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可重构多核片上系统体系结构综述 被引量:3
17
作者 唐柳 黄樟钦 +1 位作者 侯义斌 方凤才 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第20期39-45,共7页
可重构片上多核系统利用不同粒度、不同耦合度的可重构资源,充分开发资源的并行性,兼顾硬件计算的高性能及软件实现的灵活性,且复用特性使其具备开发设计成本降低、产品面市时间缩短的优势。介绍可重构计算系统概念及其分类,从系统级层... 可重构片上多核系统利用不同粒度、不同耦合度的可重构资源,充分开发资源的并行性,兼顾硬件计算的高性能及软件实现的灵活性,且复用特性使其具备开发设计成本降低、产品面市时间缩短的优势。介绍可重构计算系统概念及其分类,从系统级层面回顾可重构多核片上系统体系结构的研究进展,讨论未来的研究趋势及需要关注的关键问题。 展开更多
关键词 可重构 多核片上系统 体系结构 可信性
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片上网络异构多核系统任务调度与映射 被引量:7
18
作者 杨鹏飞 王泉 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期72-76,125,共6页
针对传统任务模型包含有效信息少,任务调度算法效率低、效果差的问题,设计了新的任务模型,提出了一种改进的粒子群算法(optimized particle swarm optimization,oPSO)。新模型增加了对任务类型及任务间迁移成本、计算单元类型及其运行... 针对传统任务模型包含有效信息少,任务调度算法效率低、效果差的问题,设计了新的任务模型,提出了一种改进的粒子群算法(optimized particle swarm optimization,oPSO)。新模型增加了对任务类型及任务间迁移成本、计算单元类型及其运行成本等特性的描述。通过分析任务调度问题的需求,制定了oPSO算法的编解码方案,设定了算法各个关键部分参数及计算方法,并解决了粒子群算法(PSO)在任务调度前期收敛速度过快、后期易陷入局部最优的问题。在不同任务规模下分别对遗传算法(GA)、PSO以及oPSO算法进行调度仿真对比,当IP核数目为100左右时,oPSO算法较GA算法和PSO算法运行时间至少缩短10%,系统功耗至少降低15%,实验结果表明:oPSO算法调度效果明显优于其他算法,且各节点上功耗更为均衡,适用于解决任务调度问题。 展开更多
关键词 多核系统 片上网络 任务划分 IP映射
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用于多处理器媒体SoC设计的实时总线调度优化策略 被引量:3
19
作者 陈科明 刘鹏 +1 位作者 王维东 姚庆栋 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1546-1551,共6页
为了减少多处理器媒体系统芯片(SoC)总线任务调度过程中的处理器性能损失,从减少总线任务冲突的角度出发,提出了改变任务属性和调整任务优先级相结合的总线任务调度优化策略.在保证任务实时性的前提下,通过增加原有任务可执行时间,将原... 为了减少多处理器媒体系统芯片(SoC)总线任务调度过程中的处理器性能损失,从减少总线任务冲突的角度出发,提出了改变任务属性和调整任务优先级相结合的总线任务调度优化策略.在保证任务实时性的前提下,通过增加原有任务可执行时间,将原有任务划分为多个子任务,动态调整任务优先级,充分利用总线的空闲时间执行部分任务,减少了总线任务冲突,降低了处理器因等待数据源而引起的性能损失.将该方法应用于多处理器媒体系统芯片MediaSoC3221A的设计中,当进行运动图像专家组(MPEG)实时解码时处理器的性能损失从原来的4.7%减小到0.1%. 展开更多
关键词 系统芯片(SoC) 媒体处理 总线调度 多处理器
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单芯片多处理器的性能优势 被引量:11
20
作者 黄光奇 周兴铭 《计算机工程与科学》 CSCD 2001年第1期35-38,64,共5页
本文以一个面积为 30 0 mm2左右的芯片设计为目标 ,描述了三种不同的芯片结构 :一种超标量结构 ,两种单芯片多处理器结构。模拟结果表明 ,由于超标量技术本身的局限性 ,单芯片多处理器结构相对于超标量结构具有明显的性能优势 ,对并行... 本文以一个面积为 30 0 mm2左右的芯片设计为目标 ,描述了三种不同的芯片结构 :一种超标量结构 ,两种单芯片多处理器结构。模拟结果表明 ,由于超标量技术本身的局限性 ,单芯片多处理器结构相对于超标量结构具有明显的性能优势 ,对并行性的开发更加有效。 展开更多
关键词 单芯片多处理器 超标量 执行时间 集成电路 微处理器
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