Pin-cap和NDW对延迟计算精度的影响

由于仿真工具本身及外部一些因素的限制,在特征化时序库时不可能产生出与理想器件完全一致的时序库延时计算模型。为了建立更为精确的延时计算模型,cadence将多输入引脚电容模型与规范化驱动波形的概念引入到有效电流源模型。文中通过使用时序分析工具对时序库进行关键路径仿真,并将分析结果与Spectre仿真结果进行对比,研究在ECSM中标准单元的接收端建立多输入引脚电容模型所带来的时序差异,以及NDW对延迟计算精度的影响。研究表明,ECSM 库若同时结合pin-cap与NDW的使用,将会更有利于延迟的精确计算,从而得到更为实际的时序分析结果。     

可伸缩分布共享大规模并行I／O系统设计

如何有效地解决I／O瓶颈问题，一直是高性能并行计算机有待研究解决的关键技术。我们提出了一种可伸缩分布共享并行I／O系统方案，并自行研制了结点控制器芯片和路由器芯片，研制了原型系统SDSP604。为实现系统的计算、通讯和I／O性能随着系统规模均衡扩展的目标，该系统基于CC-NUMA系统结构，采用了合理的分布共享并行I／O系统结构。     

高可靠磁盘阵列的设计

可靠性是网络存储系统最重要的指标之一，冗余磁盘阵列(RAID)是网络存储系统的基础和关键部件，RAID一方面通过冗余数据或校验信息增强容错能力；另一方面通过硬件部件冗余来提高系统可靠性。重点研究提高RAID可靠性的关键技术。分析降低磁盘阵列可靠性的几种主要因素：系统故障、不可纠位错误和相关联的磁盘故障，研究相应的防御措施，对双重校验信息冗余技术、硬件部件冗余技术、快速故障盘重建等关键容错技术进行研究与探讨。     

一种带偏置的基于相关性分析的Cache一致性协议验证方法

Cache一致性协议作为CC-NUMA系统的硬件基础,在CC-NUMA系统的设计过程中占有举足轻重的地位。对于复杂的CC-NUMA系统,由于其Cache一致性协议十分复杂,通常难以进行形式化验证,而常规的伪随机模拟又存在验证效率低下的问题。本文提出了一种对复杂CC-NUMA系统中Cache一致性协议进行模拟验证的方法。该方法通过对验证覆盖目标进行相关性分析,使用偏置技术对传统伪随机模拟验证方法进行了改进。实际验证结果表明,改进后的方法使得模拟验证覆盖率的增长速率有了明显提高。     

HybridTCache:一种基于专用事务Cache的软硬件协同事务内存系统

文中提出一种高效的软硬件协同事务内存系统HybridTCache.在通常情况下,事务完全由硬件执行,当事务大小超出了硬件限制时,操作系统将协同硬件执行.HybridTCache提出了一种新的专用事务Cache,称为TCache,缓存事务执行过程中的临时数据,由操作系统协同管理TCache溢出.文中给出了基于GEMS模拟器的HybridTCache原型系统.系统的评测显示HybridTCache比传统系统在性能、可扩展性、设计复杂度方面有较好的改进.     

一种基于气泡流控的改进多播路由算法

多播通信在片上多核系统中占据很重要的地位,并会对多核系统上并行应用程序的性能产生很大影响。现有的多播路由算法大多存在资源利用不均衡的不足,从而导致片上缓存资源的利用率较低。提出一种新的基于气泡流控的多播路由算法,该方法充分利用了片上网络的缓存资源,并通过向网络注入气泡避免了死锁现象的产生。实验表明,该方法可以有效提高片上网络中多播通信的性能,在合成负载下,该方法相对于均衡自适应多播路由算法可以实现18.1%的网络平均时延的降低以及16.7%的网络饱和吞吐量的增加。     

Paleyfly:一种可扩展的高速互连网络拓扑结构

高速互连网络是高性能计算系统的重要组成部分.随着网络规模需求的扩大,如何搭建更大规模的网络是高速互连网络拓扑结构设计的关键.因此,提出一种新型层次化的拓扑结构Paleyfly (PF),其结合了Paley图强正则的特性和Random Regular(RR)图支持任意规模大小的特点.相比其他新型高速互连网络拓扑结构,Paleyfly能够有效解决在路由芯片端口数受限的背景下,Dragonfly (DF)可扩展性受限、Fat tree(Ft)物理成本高、RR结构物理布局难、路由表规模大等问题.同时,根据强正则属性在路由策略上负载均衡的优势,提出了4种路由策略来解决网络的拥塞问题.最后,通过模拟器实验比较分析PF结构与其他拓扑结构及PF结构不同路由策略的性能,验证了PF结构在不同规模以及不同通信模式配置下网络延迟优于RR结构.     

科学计算应用与流处理器

研究科学计算应用在流处理器上的适用性已成为当前研究热点之一。本文首先分析了流处理器处理科学计算应用的优势以及在流处理器上开发科学计算面临的重大挑战;然后针对不同类型的科学计算应用给出了将科学计算应用映射到流处理器上的关键与优化方法;最后将八种具有不同性能特征的典型科学计算应用映射到流处理器上,并比较和分析这些流程序在时钟精确模拟器运行性能和在处理科学计算应用的相应Fortran程序在主流Itanium 2处理器上的运行性能。实验结果表明,流处理器能有效处理科学计算应用。     

一种新的基于预约的拥塞避免机制

由于高速互连网络上的负载不均衡,一些网络结点成为了热点,可能导致部分结点或是链路拥塞,这会极大地降低互连网络的性能。现有的基于预约的拥塞避免技术SRP可以进行主动的拥塞避免,极大地缓解了由于热点问题所带来的负面效应。但是,在热点模式下,其它非热点结点的路由器资源绝大多数处于空闲状态,为了进一步充分利用互连网络的资源,提升互连网络性能,提出了一种基于SRP改进的中间结点缓存技术IRP。IRP可以根据不同的拓扑,例如胖树,有效地利用热点的邻居结点的路由器资源,先利用胖树拓扑的多路径将报文发送给空闲路由器,一旦目的结点路由器可利用,则将缓存报文发送给目的结点,降低互连网络的延迟。