计算机访存冲突的对策与实现

计算机系统中，多个内存用户访存之间，内存用户访存与内存刷新之间相互冲突是一个很重要的技术问题。本文以Ｃｌａｓｓｉｃ－７８３５计算机为例，论述了计算机访存冲突的产生机理，阐明了解决此问题的技术途径，并对该机内存扩容中出现的问题提出了具体解决方法。     

面向稀疏矩阵访存特性的Cache划分

稀疏矩阵向量乘是许多科学计算的核心,计算中大量的间接和随机访存成为计算的主要瓶颈。本文通过分析稀疏矩阵向量乘运算的数据结构和计算过程,得到计算中不同数据的访存特征,并提出了一种面向数据访存特性的Cache划分方法。对12个稀疏矩阵向量乘的测试表明,本文的Cache划分方法能有效地提高可重用向量的Cache命中率,同时减少计算对Cache空间的需求。     

存算解耦合的粗粒度可重构阵列访存结构设计

粗粒度可重构阵列架构兼具灵活性和高效性,但高计算吞吐量的特性也会给访存带来压力.在片下动态存储器带宽相对固定的情况下,设计一种存算解耦合的访存结构.将控制逻辑集成在轻量级的存储空间中,通过可配置的存储空间隔离访存和计算的循环迭代,从而掩盖内存延时,同时利用该结构进行串联和对齐操作,以适配不同的计算访存频率比并优化间接访...     

Cell处理器访存特征研究

Cell处理器是一款异构多核处理器,拥有强大的计算能力。但是,在进行应用并行化时,却受到本地存储器容量、访存带宽和数据传输延时等的限制。DMA传输是隐藏长延时、提高存储带宽利用率的有效方法。本文在分析Cell处理器结构基础上,进行了一系列详细的DMA测试,并利用指数拟合技术得到DMA平均带宽模型,发现参与DMA传输的SPE数量和每次DMA传输规模是影响DMA访存带宽的主要因素。     

基于增加数据宽度的方法提高访存速度

低效率的访存操作是限制微处理器性能提高的一个关键因素。因此提高访存速度可以有效改善微处理器的性能。提出了一种基于增加数据宽度的方式来提高访存速度的方法。通过使用多字宽存储器来增加数据带宽,降低失效开销的时钟周期,从而达到提高访存效率的目的。     

大规模多串匹配算法的访存行为分析

随着网络带宽的日益增长,病毒和非法信息的形式越来越多,网络安全系统处理的压力越来越大。多串匹配算法作为大部分网络安全系统中的核心扫描部分其性能尤为重要。从微处理器体系结构的角度,用模拟的方法分析了SBOM、AC、WM等三种精确多串匹配算法在大规模规则库的情况下,其性能影响的各种因素,特别是其访存行为特征,并从算法原理上解释了访存性为是如何被影响的。指出当规则库规模增到5 000时,由Cache失效引起的性能损失占全部开销的近10%,而且比重随着规则库规模增大而继续变大。     

获取访存依赖:并发程序动态分析基础技术综述

并发错误难触发、难调试、难检测.为应对这一挑战,已有动态程序分析技术通过观测或控制并发程序执行实现其质量保障.由于并发程序不确定性主要来自共享内存,实现其动态分析的基本问题即是获取线程访问共享内存的顺序,即获取访存依赖.提出访存依赖获取技术的综述框架,包含四个评价指标（即时性、准确性、高效性、简化性）、两种方法（在线追踪、离线合成）、两类应用（轨迹分析、并发控制）.通过对已有技术的总结和分析框架中的空白,对未来可能的研究方向予以展望.     

高性能多媒体SoC分组访存调度算法

根据多媒体处理单元的访存特点,提出一种面向高性能多媒体SoC的分组访存调度算法.该算法将访存请求按照访存ID和页地址分组,以访存组为单位进行乱序调度,并通过维护相同ID访存请求之间的顺序保证访存的正确性:综合考虑访存单元的访存效率和服务质量要求,在每个访存单元独立的调度周期内提供最低带宽保障服务.将该分组访存调度算法应用于访存调度装置,实际应用仿真结果表明,与已有基于带宽分配的访存调度算法相比,文中算法在保障访存单元带宽需求的同时降低了访存延迟,并将平均带宽利用率提高了15%.     

支持多核并行程序确定性重放的高效访存冲突记录方法

多核系统中并行程序执行过程的不确定性给程序调试带来了很大的困难.准确记录初始执行中冲突访存的次序是并行程序确定性重放的基础.提出了通过建立精确happens-before关系记录访存冲突的方法.此方法利用简洁高效的地址冲突检测机制确定冲突访存操作在执行中所处happens-before序关系的位置,可以抑制部分记录信息的产生,从而有效减少记录信息.与其他方式方法相比,可以进一步压缩17%的记录条数.采用逻辑向量时钟描述冲突访存操作间的happens-before关系,与采用标量时钟相比,可以避免happens-before关系的误识,降低重放执行时并行度的损失.     

基于指令流访存模式预测的缓存替换策略

传统的缓存替换策略主要基于经验主义,近年来研究者们使用预测技术推测访存行为,提高缓存替换的准确性,预测技术的应用是当前缓存替换策略研究的热点.由于访存行为自身的复杂性,直接在缓存系统中预测访存行为是困难的,要面对很大的不确定性.当前已有的研究为了解决该问题,使用越来越复杂的预测算法来分析访存行为之间的关联.然而这种方式并未真正减小不确定性,同时现有的缓存替换策略很难避免乱序执行和缓存预取对访存行为分析过程的干扰.为了解决以上问题,提出了一种新的预测缓存访问序列的方法IFAPP(instruction flow access pattern prediction),根据分支预测技术推测程序指令流,定位指令流中的访存指令,进而对其中访存指令的行为逐一进行预测.通过访存序列计算每个替换候选项的重用距离,将重用距离最远的候选项踢出.该方法可以避免乱序执行和缓存预取的干扰,预测对象是行为简单的独立访存指令,减少预测过程中所面对的不确定性.实验结果表明,该算法在一级数据缓存上比LRU算法平均减少3.2%的缓存缺失.相比经典的基于缓存预测的BRRIP和BIP算法,该算法在一级数据缓存上分别减少12.3%和14.4%的缓存缺失.     

BYS91─1多机系统存储器频带的分析

ＢＹＳ９１－１是基于ＲＩＳＣｉ８６０ＸＰ设计的具有局部存储和共享存储的多机系统。本文以排队论为工具，建立了该系统存储器的排队模型，给出了存储器使用频带的解析式，并结合具体的设计参数，分析了系统中处理机个数、存储空间配置对存储器有效频带的影响。     

分布式文件系统中Cache一致性的验证

基于信念逻辑,分析了曙光超级服务器单一映象文件系统中所采用的基于目录的无效使能Ｃａｃｈｅ一致性协议,首先介绍了Ｃａｃｈｅ一致性协议的目标,并为之建立了系统模型及逻辑,然后以基于目录的无效使能协议为例演示了运用信念逻辑对Ｃａｃｈｅ一致性进行正确性证明的过程。     

混合式P2P系统中基于缓存的多项查询方法研究

首先从混合式P2P网络拓扑结构出发,结合DHT思想,提出了基于DHT的层次化P2P网络模型.其次根据在文档集巨大的情况下,用户提交的查询不可能"面面俱到",实际用来回答查询的文档仅仅是文档集中很小的一部分这一思想,在层次化P2P模型的超级节点中建立了分布式缓存,运用分布式索引与缓存技术,提出一种新的方法来解决多项查询问题.即由多项查询中的某个关键字key,根据hash函数定位到负责该key的超级节点,查询该节点上的分布式索引得到缓存具体存储位置,最终将结果返回给用户,如若缓存中没有所要查询的内容,则广播该查询,同时根据系统中的历史广播查询信息来计算某个待选缓存项的利益值,利益最大的待选项加入缓存.一般针对多项查询的泛洪算法往往会造成巨大的网络信息量,提出的方法牺牲了超级节点上一小部分的存储力,缓解了多项查询造成的网络拥挤现象.同时,基于DHT的层次化P2P模型也具有很好的稳定性,不会因为大量节点的动态加入或者退出而无法进行多项查询.     

基于XQuery语义缓存的异构数据集成系统的查询处理

提出了一种在Mediator-Wrapper结构中嵌入基于XQuery语义缓存的异构数据集成系统的查询处理方案,主要包括查询包含关系判定、查询分解和重写.同时提出利用树型同态算法解决XQuery查询语义包含关系的判断问题和Web环境下的缓存替换策略,旨在提高信息集成系统的查询性能.     

信报处理系统访问单元的研究及公共传真访问单元的实现

访问单元（ＡＵ）是信报处理系统（ＭＨＳ）的重要功能对象，信报处理系统通过它可以与传统的通信系统集成。本文将讨论ＭＨＳ ＡＵ的概念、类型、功能、作用和配置，着重分析公共传真访问单元（ＰＦＡＸＡＵ）应具有的基本功能。文章的最后介绍了一个ＰＦＡＸＡＵ系统高效、实用的实现方法。     

多表多记录存储管理及其应用

本文提出了以表工作区为主的多表多记录的存储管理方法。该方法允许用户自行定义表工作区大小和内存中表的大小，如果用户把控制权交给系统，系统将为用户安排最大可能的表工作区和最多的进入内存的表个数。     

稀疏三角矩阵线性系统的基于树结构并行求解

本文分析了大型稀疏矩阵线性方程组直接法求解的回代过程．基于改进的树结构（Ｍ—ｔｒｅｅ），提出了一种新的面向分布存储多机系统的稀疏三角矩阵线性系统并行Ｆｏｒｗａｒｄ求解算法ＭＰＦＳ．文中讨论了Ｍ—ｔｒｅｅ的结构特征，并将所提出的并行求解算法与基于Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ—ｔｒｅｅ求解算法进行了分析和比较．结果表明，ＭＰＦＳ算法不仅适用于更多的稀疏矩阵系统，而且在求解过程中可以开发Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ—ｔｒｅｅ算法不能开发的计算并行性，从而使求解性能得到显著改进．     

简单访问模式下假共享Cache行抖动的消除

在采用ｌｏｃａｌ ｃａｃｈｅ，ｗｒｉｔｅ－ｉｎｖａｌ：ｄａｔｅ ｃａｃｈｅ一致性协议的多级存储并行处理系统中，一个经常出现的现象就是真假共享所引起的Ｃａｃｈｅ行抖动，由于这种数据在不同处理机的Ｃａｃｈｅ间来回移动的现象严重地影响了并行机性能的发挥，它已受到计算机界广泛的关注，如何使这一问题得到简单而有效的解决已成为多级存储并行处理系统研究的一个关键，为了消除真共享引起的抖动现象，我们已经提出了一套     

复杂访问模式下假共享Cache行抖动的消除

在详细讨论了简单数据组访问模式下假共享抖动现象及其消除方法的基础上，本文着重分析了复杂访问模式下的假共享Ｃａｃｈｅ行抖动现象和真假共享抖动并存现象，引入了并行循环访问距概念，提出了消除假共享抖动的编译方法－块化错位方法。结合块化错位方法，我们提出了多维数组的数组扩展思想，给出了多重嵌套循环含多次写访问情况下减少或消除抖动的算法。     

基于虚存映射的对象存储系统的设计与实现

多媒体智能数据库系统ＭＩＤＳ（ＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＤａｔａｂａｓｅＳｙｓｔｅｍ）的存储系统是一个强大的，高性能的对象存储系统，该存储系统是ＭＩＤＳ引擎的核心，它是基于虚存映身的存储系统，在Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ的体系结构下，为数据库提供了大容量，复杂的，共享的，多革体数据存取，然而又不失面的对象数据模型的种种优点，在本文中，我们将介绍基于虚存映射的对象存储系统的基本原理以