A Hybrid Circular Queue Method for Iterative Stencil Computations on GPUs

In this paper,we present a hybrid circular queue method that can significantly boost the performance of stencil computations on GPU by carefully balancing usage of registers and shared-memory.Unlike ea...     

异构大数据编程环境 Hadoop+

互联网和物联网技术的飞速发展开启了“大数据”时代。目前,硬件的高速发展催生了许多异构芯片,它们越来越多地出现在大规模数据中心里,支持不同的应用程序,在提升性能的同时降低整体功耗。文章重点介绍了基于 MapReduce编程模型的 Hadoop+框架的设计与实现,它允许用户在单个任务中调用 CUDA/OpenCL的并行实现,并能通过异构任务模型帮助用户。在我们的实验平台上,五种常见机器学习算法使用 Hadoop+框架相对于 Hadoop能达到1.4×～16.1×的加速比,在 Hadoop+框架中使用异构任务模型指导其资源分配策略,对单个应用负载上最高达到36.0%的性能提升;对多应用的混合负载,最多能减少36.9%,平均17.6%的应用执行时间。     

异构架构下基于放松重用距离的多平台数据布局优

异构架构迅速发展,依靠编译器来挖掘应用程序的数据局部性、充分发挥加速设备片上cache的硬件优势,是十分重要的.然而,传统的重用距离在异构背景下面临平台差异性挑战,缺乏统一的计算框架.为了更好地刻画和优化异构程序的局部性,建立了一个多平台统一的重用距离计算机制和数据布局优化框架.该框架根据应用在异构架构下的并行执行方式,从统计平均的角度提出了放松重用距离,并以OpenCL程序为例给出了它的计算方法,为多平台数据布局优化决策提供统一的依据.为了验证该方法的有效性,在Intel Xeon Phi,AMD Opteron CPU,Tilera TileGX-36这3个平台上进行了实验,结果表明,该方法在多平台上可获得至少平均1.14x的加速比.     

二进制翻译中标志位的模式化翻译方法

二进制翻译是在不同硬件平台之间实现软件迁移的重要手段.在二进制翻译系统中,如何在没有标志位寄存器的目标平台上模拟实现源平台上标志位寄存器的功能,是影响系统性能的关键.现有的标志位分析技术通过对标志位的定值引用进行数据流分析,尽可能多地消除冗余的标志位定值.但是,对于那些会被引用的标志位定值,现有的技术仍然需要进行翻译.这不仅会导致翻译生成代码的膨胀,还会影响二进制翻译系统的性能.提出了一种二进制翻译中基于模式化的标志位翻译方法.该方法在标志位分析技术基础上,通过将源平台上标志位定值指令和引用指令组合成固定的标志位模式,然后根据模式的具体语义选择目标平台上具有相同语义功能的指令组合进行翻译.这种模式化的翻译方法,不仅可以降低因翻译标志位而引入的代码膨胀,还可以提升二进制翻译系统的性能.实验结果表明,对于SPEC CINT2006中的程序,该方法不仅可以使翻译生成的代码量平均减少7.5%,还可以将程序的性能平均提升10%.     

白洋淀芦苇湿地退化及其保护研究

白洋淀芦苇湿地是华北地区最大的淡水湖泊,近40年来,呈现出明显的退化趋势.对白洋淀芦苇湿地的退化状况、退化原因以及保护白洋淀湿地的重要性进行了分析.最后,提出了以保护白洋淀芦苇湿地的自然资源和生物资源并加强湿地科研工作为主保护内容.     

二进制翻译中的X86浮点栈处理

二进制翻译系统是一种基于软件的跨平台代码迁移系统,它将一种体系结构的二进制代码翻译成另一种体系结构的二进制代码.二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.浮点栈的处理已成为以X86为源的二进制翻译的研究中的关键性问题之一,如何处理X86浮点栈问题直接关系到以X86为源的二进制翻译系统的性能.针对X86浮点寄存器栈的特征,提出了一种扩展虚拟栈(extending virtual stack)处理方案.它采用归一的方法,保证了每个基本块中的运算所涉及到的浮点寄存器可以直接映射到目标机器中的浮点寄存器,确保了翻译的效率,并利用翻译时的分析避免了在入口处不必要的判断;同时还给出了在基本块入口处判别一个基本块是否会出现浮点栈上溢和下溢的充分必要条件,为生成更加高效的代码提供了条件.实验表明,它能够在保证正确实现其功能的前提下,获得更好的执行效率.     

面向GPU的循环合并

针对现有的将C或Fortran程序映射到通用图形处理单元(GPU)的自动转换工具主要关注将单个循环生成一个独立的GPU内核,从而阻碍了对循环间数据重用的利用的问题,提出一种新的面向GPU的循环合并的代码变换方法,该方法通过循环分块(strip mining)和冗余计算等手段达到消除迭代间数据依赖的目的,并可充分利用GPU片上的共享内存进行线程间数据交换,从而将此类程序高效地映射到GPU上.通过典型程序在GPU上的实验表明,该新方法由于能够减少对全局内存的访问,带来了最多高达1.96倍的加速比.     

拒马河悬浮沉积物对重金属的吸附—解吸研究

研究了拒马河重金属在底质、悬浮物及水体中的分布特性和迁移转化规律 ,经试验得出悬浮物对重金属的吸附与解吸模型。拒马河沉积物对重金属的吸附符合弗兰德利希等温式 ,依据其数学模型计算出吸附与解吸系数 K1 、K2 。探讨了温度、初始浓度、吸附剂浓度对吸附、解吸系数的影响 ,建立起 K值的经验公式 ,将计算值与实验值对照 ,可得到满意的结果     

基于Solid Edge的渐开线直齿轮的三维造型

基于三维CAD软件Solid Edge环境，提出了二次开发的原理和三种实现的方法。再以渐开线齿轮为例，介绍了一种建造精确齿廓的方法，最后利用VB程序驱动SE生成一个完整的三维实体模型。