矩阵乘协处理器上BLAS level-3运算的设计

BLAS level 3运算的计算复杂度较高,其往往成为应用的性能瓶颈。采用线性阵列结构的矩阵乘协处理器可实现高性能、高效的矩阵乘运算。在矩阵乘协处理器上高效实现BLAS level 3运算,对大规模科学与工程仿真应用的计算加速至关重要。以矩阵乘为核心运算,结合线性阵列的结构特点,提出了矩阵乘协处理器上BLAS level 3运算的设计,并构建了相应的性能分析模型。实验结果表明,矩阵乘协处理器上SYMM、SYRK和TRMM运算的计算效率分别达到了99%,98%和80%,与SW26010和NVIDIA V100 GPU上矩阵运算的计算效率相比,最高提升了31%。     

蚁群:一种新型的高效多用计算平台

在科学计算和大数据处理应用需求的推动下,高性能计算机的性能不断提升、系统规模日益扩大,系统功耗越来越成为制约能力提升的重要瓶颈.在深入分析现有4类高性能计算机的基础上探讨了2项关键技术:1)可重构微服务器(reconfigurable micro server,RMS)技术.解决单个计算节点在领域应用加速能力、系统功耗和体积间的平衡兼顾问题.2)自治与分治相结合的集群构造技术.解决基于微小型化计算节点的大规模计算平台构造与扩展性问题.在此基础上,提出了一种新型的高效多用计算平台架构——“蚁群”,构建了包含2 048个低功耗、微小型化RMS计算节点的蚁群平台原型系统,并实现了大规模指纹实时比对和多RMS节点协同排序2个典型应用.测试表明,单个RMS节点的指纹比对性能是Xeon单核的34倍,功耗仅5W,整个原型系统可实现千万量级指纹库的数百并发实时查询;蚁群平台的数据排序性能功耗比是GPU平台的10倍以上,有效提升数据排序的效率.     

温室超低量智能施药机器人

温室超低量智能施药机器人,属于农业电子机械控制技术领域。该装置包括报警系统,超声气力雾化装置,铅蓄电池,万向轴喷头装置,金属底盘电动越野坦克底盘,自由伸缩折叠支架。根据机器人传感器反馈的路面信息和作物种类,实现自动避障和智能浇灌,弥补了现代温室农业缺乏针对性施药策略、农药浪费严重、地形适应能力差、操作人员易中毒以及智能化程度低等缺陷,可解决超低量施药问题,可最大化节省施药量,既节约资源又保护环境;通过规模化应用本项目产品,对推动我国农业植保技术的发展,以及为提升高质量、绿色的瓜果类设施蔬菜产品质量提供坚实的保障。     

一种基于分布式平台的规则处理架构

采用字符串变换规则对字典进行变形变换是安全字符串恢复中的一种有效方法,然而,规则的处理过程复杂,现有的方式都是基于软件实现,针对处理性能、功耗等方面的现实需求,提出了一种基于分布式平台的规则处理架构,首次使用FPGA硬件来加速规则的处理过程,并通过将复杂的规则组合进行拆分,分布到并行结点上进一步加速规则的处理过程。在蚁群系统上的实验结果表明,采用该种架构的规则处理系统满足实际需求,性能和能效相比CPU和GPU都有显著提高,表明了该分布式规则处理架构的有效性。     

高性能MD5算法IP核的设计空间探索与分析

本文以Bluespec System Verilog高层硬件描述语言为工具,对MD5核心算法进行了设计空间探索,实现了全展开组合逻辑、全展开流水线、循环迭代、流水化的循环迭代四种结构,测试和分析了各种结构的性能和面积指标,完整掌握了MD5IP核的设计空间的各项参数。     

分布式状态空间生成的设计与实现

状态空间生成的并行化是针对状态空间爆炸问题而提出的一种重要手段。提出了一种基于MapReduce的分布式状态空间生成方案,与现有的同类研究相比,它无需用户关心生成算法的并行化,具有简单易用性;与常规的MapReduce的用法相比,它增加了输入文件的自动生成和作业运行的自动循环控制。该方案已在小规模分布式环境下实现,实验结果表明：（1）基于Map-Reduce的分布式状态空间生成算法可以扩大模型的可求解规模;（2）对于状态空间规模的增长主要由托肯（token）数增加引起的一类模型,该算法具有良好的适应性和可扩展性。