基于FPGA的软硬件协同的多表哈希连接加速器

多表连接操作难以实现硬件加速。一方面,多表连接请求中表的数目不确定且连接方式多变,这种灵活的计算请求与固定的硬件行为之间存在矛盾;另一方面,多表连接的中间结果随表的增加而扩充,数据结构的管理和维护也要求更高的硬件开销。为支持灵活高效的多表连接计算,本文提出一种软硬件协同的优化方法。软件部分,将多表连接抽象为正向和反向2种计算模式并支持不同方式的多表连接。硬件设计采用访存和计算协同优化的方法:设计一种规则的硬件哈希表结构以提高内存访存带宽;设计支持正反向计算的同构专用计算引擎,配置多数据通道和指令控制系统实现高效的并行运算,提升多表哈希连接的计算效率。实验结果表明,相比中央处理器(CPU)执行表连接操作,单计算引擎能够提升性能9.2～11.0倍。通过多路并行的技术,实现8路并行的多表哈希引擎,能够充分利用板卡片外(DDR)内存带宽,实现相比CPU超过71.1倍的性能提升。     

专用处理器比较分析

微处理器是现代信息系统的核心基础设施.大数据、人工智能、5G等技术的快速发展催生了数据量的爆发性增长,随之对数据处理能力的需求也急剧增长.专用计算技术被广泛认为是后摩尔时代的计算机体系结构演化的重要方向.专用处理器技术的发展一直伴生着通用处理器的发展,数字信号处理技术甚至早于传统意义上的通用处理器.通用处理器技术的发展...     

PPTM:一种面向异构系统的主动式任务映射方法

在数据高速增长的背景下,异构计算作为满足新兴应用不断提高的算力需求的有效途径,涌现了许多异构加速系统.在这些异构加速系统中,高效的任务映射是充分发挥加速器潜能提升应用程序性能的关键之一.先前工作提出了许多基于有向无环图如何最小化应用程序整体执行时间和最小化异构多处理器之间通信开销等高效的任务映射方法,这些工作通常采用将...     

基于FPGA的排序加速方法综述

对于FPGA排序加速来说,各类性能指标的选取与优化至关重要,如延时、吞吐率、功耗、硬件利用率和带宽利用率等.梳理了性能驱动下的排序加速发展脉络,在数据规模、数据类型、算法支持、软硬件协同和新型硬件等方面均取得了进展;分析了在设计、实现、测试等各不同阶段所面临的问题及优化策略,其中归并排序因其自身优良的硬件并行性、可扩展性和控制逻辑简单等特性成为主流.排序加速是与特定应用场景深度绑定的架构设计,进一步从数据库系统加速角度出发,针对数据库排序所面临的资源竞争、数据组织方式、特有操作以及用户请求多样性等问题,分析了其所进行的架构调整.最后针对现有研究的问题及缺陷,从分布式排序加速、数据处理器、高层次综合辅助工具链等方面对未来的发展方向进行了展望.     

基于资源配（等效性的数据中心能耗优化

针对数据中心服务器的低能效问题,进行了利用资源配置的等效性来优化服务器能效比的研究。研究发现,应用程序的多种资源分配方案具有相同的性能,但表现出较大的能耗差异,这种现象叫做“基于性能等效的资源配置”,简称“等效配置”。基于这种观察,提出了两种优化能效比的算法———SmartRank 算法和 SmartBalance 算法。 Smar-tRank算法使用资源等效替换的方法寻找能耗最低的资源配置,来达到局部最优的能效比;SmartBalance算法通过评估资源需求向量与剩余资源间的关系来均衡资源分配,同时兼顾单个应用的能耗开销,从而达到全局最大能效比。实验表明,通过对这两个算法的优化,可实现平均节省3％的系统能耗,局部最大可以节省12.5％的能耗。     

计算机系统容错设计简述

高可靠计算机系统是是保证信息服务质量的基石。从第一台计算机 ENIAC 诞生起，可靠性就是计算机系统面临 的主要挑战之一，容错设计是实现可靠性的有效途径，也是一项典型的跨计算机多个设计层次的系统科学。从底层的器 件到顶层的应用程序，都存在优化可靠性的设计空间，每个层次的设计面向特定的可靠性设计挑战。文章将遵循自底向 上的逻辑层次简述这些经典的设计方法。