光互连网络盘阵列系统

本文利用光互连器件的突出优势和这项技术的快速进步,提出一种光互连网络并行存储系统结构。将多个磁盘、光盘阵列通过光互连网络连接到多处理器系统中,提供一个快速存取、数据共享的高可靠海量存储子系统,以提高存储系统的多路并行可存取性和有效带宽,试图解决并行计算机中的数据存取瓶颈问题。     

光互连网络盘阵列系统

本文利用光互连器件的突出优势和这项技术的快速进步，提出一种光互连网络并行存储系统结构。将多个磁盘、光盘阵列通过光互连网络连接到多处理器系统中，提供一个快速存取、数据共享的高可靠海量存储子系统，以提高存储系统的多路并行可存取性和有效带宽，试图解决并行计算机中的数据存取瓶颈问题。     

一种用于机群系统的双环光互连网络性能分析

高性能计算机网络对带宽的需求,使得如何提供高带宽的互连网络以及充分利用互连网络的固有带宽度为一个研究焦点。基于Linux操作系统,以千兆光互连接口卡为网络接口,设计实现了一种可用于机群系统的双环光互连网络。介绍了光互连网接口卡的基本结构,接口卡驱动软件的设计方法,双环光互连网络的拓朴结构及其特性。分析测试了光互连网络的通信性能,指出了影响系统整体性能的关键因素。     

MDCent:一种高可扩展、高吞吐量的模块间互连结构

近年来,提出的以服务器为中心的新型数据中心网络互连结构部分程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,同时出现了以集装箱为基本模块构建超大规模的数据中心.然而,如何设计模块之间的互连结构,确保数据中心网络具有高可扩展性、模块之间具有高带宽是一个非常具有挑战性的问题.以BCube为代表的新型数据中心网络,能够将数千台服务器互连在一个集装箱内,且对各种典型流量模式提供较高的带宽.提出了一种常量度数的模块之间的互连结构MDCent.MDCent基于BCube结构进行模块内服务器互连,利用模块内大量未被使用的上行端口,在各个模块保持常量度数的情况下,能够保证模块之间具有高可扩展性,同时模块之间具有较高的带宽.     

SCI互连技术研究

采用一种适当的系统互连技术构建一个高带宽、低延迟、可伸缩的互连系统是当前并行，分布式处理的趋势。可伸缩一致性接口（SCI）是一种高性价比的系统互连解决方案。该文对SCI作了一些简单介绍，然后提出了一种嵌入式SCI互连系统。     

高性能计算机互连系统研究

互连系统是构成高性能计算机系统和决定系统通信性能的关键部分 ,其主要功能是实现系统中大量结点机间的消息传送。因而其通信带宽和延迟将直接影响高性能计算机系统计算能力和效率的发挥。本文重点研究高性能计算机“高带宽、低延迟”互连系统技术 ,以支持高性能计算机系统计算能力和效率的更好发挥。本文研究了高性能计算机系统的性能度量和提升途径 ,分析并找出了影响系统加速比的关键因素。分析了互连系统中的拓扑结构、切换技术、流控策略和路由算法等方面采用的技术和研究现状 ,总结了提高互连通信系统性能的技术途径。本文对高性能计…     

以存储器为中心的路由器MRouter

并行系统的互连技术一直是高性能计算机的一个关键研究领域。在本文作者1999年中提出了一种基于多端口快速存储器的新型互连体系结构MCIM,并在此基础上构造出规模为16－128个CPU的结点系统。该文将MCIM原理应用在互连网络通信技术上,实现了一种以存储器系统为中心 的路由器MRouter。它采用流水操作和穿通传输技术,可用于构成低延时、高带宽的高性能互连网络。这将种互连网络与上述结点系统结合,可以实现更大规模的并行系统。而且其无论在板级或是结点级都采用同一种互连技术,有利于系统的模块化实现。文中介绍了以存储器为中心的互连机制MCIM的原理,同时描述了以存储器为中心的路由器MRouter的结构及数据传输流程,在仿真实验中作者对MCIM的互连通信技术和其它互连技术进行了测试和比较。     

基于硅光子的片上光互连技术研究

随着芯片半导体工艺的发展,芯片集成度不断提高,单个芯片上所能容纳的计算核心数越来越多,使得核心间的数据移动效率成为制约处理器芯片整体性能的关键因素。光互连技术采用波导方式传输数据,信号传输的损耗低、速度快、延迟小,它通过采用波分复用(WDM)技术可以达到很高的带宽密度,有助于解决片上通信的瓶颈问题。面向未来片上高性能互连的需求,深入分析了电互连技术的现状与局限性,研究并分析了基于硅光子的光互连技术发展现状和趋势,对比了多种典型光互连架构的特点及优缺点,总结了未来硅光子互连技术需要解决的5个重要问题。     

基于Infiniband的大规模并行系统互连网络的建模与仿真

互连网络的数学建模在大规模并行系统的研究和设计中有重要的作用,而Infiniband网络是一种广泛运用于高性能计算机系统的互连网络标准。本文对基于Infiniband的互连网络进行了分析,建立了网络延时模型,并使用该模型分析了2D-mesh和m-portn-tree两种拓扑的互连网络特性。最后通过仿真对分析模型进行了测试和评价,仿真结果表明,该模型能够合理地反映互连网络的特性。     

总线互连线电路分析的方程建立方法

针对总线互连电路,提出了一种基于电路并行结构的电路方程建立方法．该方法所建立的方程的系数矩阵均具有对称带状特性,且矩阵带宽大小等于互连线数目的两倍加一．与传统的改进节点电压方法相比,该方法显著地提高了总线互连电路分析的效率,可以被方便地运用到现有的电路模拟工具中．来提高互连电路的分析速度．     

基于TRANSPUTER的并行计算机系统在污水处理厂中的应用

为了提高污水处理厂的运行管理水平,本提出了一种新型光互连分布式并行计算机系统。基于Transputer的PLC是该系统的重要组成单元,各单元按一定拓扑结构互连构成污水处理厂的控制系统。研究结果表明,该系统不仅具有较强的并行协调处理能力,而且具有高可靠性、灵活性和可扩展性,以及高速处理能力等优点。     

基于光电多芯片组件结构的物理布局算法

基于采用自由空间光互连的光电多芯片组件结构,依据其中所有杉光学器件的物理性能的约束条件,对可以采用的不同物理布局算法进行了研究,在此基础上,提出一种新的互连布局算法,并对采用该算法进行计算机模拟的结果进行了讨论。     

构建基于Windows和MPI的Beowulf并行计算系统

利用普通微机构建并行计算集群(常称为Beowulf系统),能够以低廉的价格获得强大的计算能力。文章介绍了利用16台微机构建一套Beowulf并行计算系统,节点微机上运行Windows2000操作系统,采用MPI(Message-Passing-Interface)的MPICH最新版本:MPICH.NT1.2.3作为并行计算的支撑环境,并以100Mbps高速交换式以太网作为互连网络。通过编制的并行计算程序对该Beowulf系统进行了并行效率的实际测试,测试结果表明该Beowulf系统能够达到非常高的并行加速比和并行效率。     

高强度I/O的应用对并行存储系统的挑战和解决方法研究

具有高I/O密集特性的高性能计算应用对高性能计算机存储系统综合性能的要求越来越高.以石油地震勘探数据处理为代表的一类重要应用表现出I/O数据量巨大、I/O访问密度大,对单个磁盘阵列存储部件的读写带宽要求高的特征.在Lustre文件系统中,充当对象存储服务功能的磁盘阵列设备输出带宽的不足将成为阻碍存储系统整体性能发挥的重要因素.针对此类问题,提出了一种缓存管理方法,分别在客户端添加VDISK模块,在OST端添加Cache模块,二者协同提高并行文件系统I/O的输出带宽的使用效率;另外,充分利用客户端空闲内存以及客户端之间的通信带宽,降低应用程序对磁盘阵列设备输出带宽的要求.通过大规模并行模型的验证表明,VDISK提高了实际可用的输出带宽,提高了外部存储系统的I/O效率.     

光互连技术及其在计算机视觉中的应用

可重构的光互连技术具有针对不同的应用提供相应的网络结构的能力。在大规模并行系统中具有很大的优势,可以作为电互连的替代技术应用于计算机视觉这一类计算机和通信速度很高的系统中。     

一种低开销的面向节点内互连的网络接口控制器

高性能计算和云计算的飞速发展对高性能互连网络的设计提出了越来越高的要求:除了要保证高带宽、低延迟和高可靠性等特性,还要面临成本和系统规模的挑战.该文针对这些特性和挑战提出了一种低开销的基于cHPP体系结构的超节点网络接口控制器:(1)设计了兼容PCIe的网络通信协议,降低协议转换开销、减少通信延迟并增强系统可扩展性能;(2)采用PCIe高速通信接口并支持用户级通信提高软硬件交互效率,面向MPI编程模型抽象出高效通信原语(如NAP、PUT和GET)加速大数据传输;(3)硬件支持I/O虚拟化实现超节点内对网络接口控制器的高效共享.为了对该文的设计进行功能和性能验证,文章基于FPGA实现了系统原型,实验结果显示最低延迟为1.242μs,有效数据带宽可达3.19 GB/s.     

采用树型结构的多微处理机计算机的体系结构

本文介绍具有树型结构的多微处理机系统的体系结构,它是一种将数量不受限制的单片微处理机(模块)组织而成的大型通用计算机系统。指出,具有互连通路的树型结构特别优越,其有效带宽与微处理机数的对数成反比。采用一种称为X树的持殊树型结构作为研究的模型。这种系统能提供一种供控制、寻址和信息传送用的分级结构体系。探讨了多微处理机间的通讯网络,即高速的、字节并行的一组有异步信息交换现程的通讯链路。在X树系统中每一个结点由一个功能较强的微处理机、一个开关网络和一个专用的通讯控制器构成。还讨论了网络拓扑、寻径算法、寻址方案、信息格式等问题。     

片上光网络:一种新型片上互连网络

随着单个芯片上集成的处理器的个数越来越多,传统的电互连网络已经无法满足对互连网络性能的需求,需要一种新的互连方式,因此光互连网络技术应运而生.目前,电互连的片上网络在功耗、性能、带宽、延迟等方面遇到了瓶颈,而光互连作为一种新的互连方式引用到片上网络具有低损耗、高吞吐率、低延迟等无可比拟的优势.本文主要探讨了片上光网络的...     

基于Myrinet/GM的多通道通信

通信子系统对并行系统的计算效率有重要影响,大规模应用对并行平台的通信性能和可用性提出了挑战性的要求.多通道通信技术通过并行采用多路网络链路互连来提高并行系统通信性能和可用性.首先分析了多进程复用网络对通信性能的影响,然后以Myrinet/GM网络平台为基础,提出了基于网络接口层的通信链路动态选择与分配策略,设计和实现了支持多路Myrinet网络并行通信的协议层MNC.MNC支持通信进程平等,充分地利用多路Myrinet网络链路资源.在使用2路Myrinet互连的PC机群平台上,MNC进程间通信带宽相对于单链路提高了约34%,有效地提高了应用层通信性能.     

基于FPGA的结构光深度检测系统设计

为实现结构光深度检测系统的实时检测,简化结构光系统构架,降低系统成本,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的结构光深度测量系统.将结构光图像处理算法进行了适应硬件的改动,利用硬件系统的流水线技术与并行运算技术,提高了系统的处理性能,提出了采用乒乓缓存结构、Box滤波与并行像素处理计算提高处理速度,保证了算法的实时性.实验表明:该系统能够实现深度探测功能,且运行速率远远优于软件处理,满足实时性要求.