片上多核Cache资源管理机制研究

随着片上多核成为处理器发展的主流和片上Cache资源的持续增长,Cache资源的管理已成为片上多核的关键问题。介绍了片上多核Cache资源管理的研究进展,依据研究内容将Cache资源的管理分为Cache划分和Cache共享两类。对Cache划分,探讨了其主要组成部分和一般形式,分析和比较了典型的片上多核Cache划分机制。对Cache共享,给出了其主要研究内容,并介绍和比较了几种主流的片上多核Cache共享机制。通过分析,认为软硬件协同管理的页划分应是未来片上多核Cache划分机制的研究重点;而片上多核Cache共享机制的研究则应从目标应用的Cache行为特征着手。     

适用于多核处理器的簇状片上网络设计

提出一种新型簇状片上网络架构。该架构以二维网状拓扑结构连接各个簇单元,每个簇单元由3个处理器、1个直接访存单元和1个簇共享存储单元组成。基于该架构的多核处理器可以获得更高的通信效率及存储器利用率。在实验系统上实现3 780点的快速傅里叶变换,结果表明,在快速傅里叶变换应用中存储器的利用率能提升至79.5%。     

多核多线程处理器存储技术研究进展

多核多线程技术已经成为微处理器发展的趋势,使用多核多线程技术可以使微处理器的性能得到极大的提高,但同时也对存储系统提出了更高的要求。而相对增长的存储器访问延迟已经成为影响多核多线程处理器性能进一步提高的重要因素。本文首先介绍了当前常见的几种多核多线程处理器的结构,然后介绍了目前多核多线程处理器存储系统的研究现状,在此基础上讨论了当前多核多线程处理器存储系统研究的热点,并对多核多线程处理器存储系统技术的发展趋势进行了展望。     

基于cc-NUMA多核处理器构架的虚拟机监控器原型设计与实现

基于cc-NUMA构架的多核处理器是未来的主流。系统内集成百处理器核心也会在几年内出现,而现有的系统软件并不能充分发挥这一构架的优势。文章设计实现了一个虚拟机原型,通过虚拟机向上层操作系统屏蔽底层cc-NU-MA构架的特性,使操作系统无需修改可高效的运行并且应用程序降低开发的难度。实验结果表明运行在虚拟化后同一NUMA节点内的Linux可以达到很好的性能。     

一种面向流媒体的多核处理器分组调度算法*

针对流媒体分组处理和多核网络处理器cache亲和性的特点,提出了综合流调度和分组调度优点的两级调度算法,即FBLA。FCFS调度算法可以达到分组级的细粒度负载均衡,但cache亲和性却很差。基于hash的调度算法可以保证很好的cache亲和性,但难以保证核间负载均衡。FBLA算法对这两种算法进行了折中,既通过cache亲和性提高处理器利用率,又能够达到细粒度的核间负载均衡。理论分析和仿真评估表明,FBLA算法具有良好的cache亲和性和负载均衡性,转发延迟和延迟波动比FCFS算法更低。在亲和因子较小时,F     

多核处理器非一致Cache体系结构延迟优化技术研究综述

非一致Cache体系结构(non-uniform cache architecture,NUCA)为解决多核处理器(chip multi-processor)"存储墙"难题提供了新的设计思路.重点关注面向CMP的NUCA延迟优化技术,在介绍若干典型NUCA模型的基础上,分析大容量Cache环境下共享/私有机制中的延迟-容量权衡问题,讨论映射、迁移、复制和搜索等数据管理机制在多核环境下的优缺点.最后,针对基于片上网络(network-on-chip,NoC)互连结构的可扩展CMP体系结构,从NUCA模型优化、数据管理和一致性维护机制3个方面讨论和预测未来CMP NUCA延迟优化领域的发展趋势及面临的挑战性问题.     

存储体系构建和存储系统性能研究

存储系是计算机系统的关键,它的性能的好坏、怎样组织直接影响着计算机的性能,本文重点在深入分析存储系统的性能的基础上来探讨存储体系的构建,构建良好的存储系统是计算机控制系统,单片机控制系统的关键,存储系统构建的好坏,直接影响着前端的数据采集和系统控制。     

多核处理器带来医学成像创新

介绍了多核数字信号处理器(DSP)相较于传统处理器的优势、具体应用、解决方案,以及如何满足便携式医学成像设备在灵活性、可扩展性以及功率效率方面的要求。     

存储体系构建和存储系统性能研究

存储系是计算机系统的关键,它的性能的好坏、怎样组织直接影响着计算机的性能,本文重点在深入分析存储系统的性能的基础上来探讨存储体系的构建,构建良好的存储系统是计算机控制系统,单片机控制系统的关键,存储系统构建的好坏,直接影响着前端的数据采集和系统控制。     

多核异构模式下有管理的共享内存设计方法

随着继电保护设备的功能以及集成度的提升,单核处理器在性能上已捉襟见肘,多核处理器得到了较广泛应用.多核处理器在继电保护设备中通常工作于多核异构模式,该模式下划分出的各运行区之间通常基于共享内存实现数据交换.本文提出了一种在多核异构模式下去中心化的有管理的共享内存设计方法,可以实现各运行区对等的进行抽象化的共享内存的资源...     

多核处理器的结构设计研究

围绕如何进行多核处理器的结构设计，提高处理器性能这一问题，结合传统多处理机设计原理对多核处理器结构设计进行了研究，并对当前主要商业多核处理器进行了研究，揭示了其发展趋势，探索了未来多核处理器设计的发展方向。     

嵌入式ARM多核处理器并行化方法的研究

随着嵌入式处理器技术的不断发展以及人们对嵌入式设备性能的要求越来越高,嵌入式处理器由单核时代进入多核时代。然而,传统嵌入式系统软件开发方法还是基于单核模式,并没有利用嵌入式多核处理器多核并行化的特点,没有充分发挥嵌入式多核处理器的性能。虽然在PC平台上,多核并行化方法相对更成熟,但嵌入式多核处理器在处理器数目、Cache以及总线等方面有很大不同,嵌入式平台多核并行化并不能借助PC平台的实践方法,因此基于嵌入式平台研究多核并行化的方法是很有意义的。     

嵌入式处理器中访存部件的低功耗设计研究

以“龙芯1号”处理器为研究对象,探讨了嵌入式处理器中访存部件的低功耗设计方法.通过对访存部件的结构、功耗以及关键路径进行分析,利用局部性原理,提出一种根据虚拟地址历史记录进行判断的方法,可以显著减少TLB和Cache对RAM块的访问次数,使得TLB部件功耗平均降低了28.1%,Cache部件功耗平均降低了54.3%,处理器总功耗平均降低了23.2%,而关键路径延时反而减少,处理器性能略有提高.     

一种异构多核处理器嵌入式实时操作系统构架设计

由于异构多核处理器和多处理器系统及同构多核处理器的构架存在很大差别,应用于多处理器系统的分布式结构以及应用于同构多核系统的主从式结构操作系统不能解决异构多核处理器的实时调度和效率问题。对异构多核处理器的特点及发展趋势进行了研究,提出了一种适用异构多核处理器的多主模式实时操作系统构架。这种构架将通信总线中的多主模式引入多核操作系统构架中,采用对称式结构及组件模式设计操作系统模型,使多核处理器中每个内核都可以作为主核实现对资源、任务的实时管理,提高系统性能,同时可以解决主从式操作系统存在的由于处理器核增多而带来的主内核不能满足系统性能要求的瓶颈问题。通过这种单一构架模型可以进行灵活配置,以适应不同结构及功能要求的处理器内核,降低操作系统开发难度。     

基于多核处理器的网络内容并行还原系统

研究现有网络信息内容还原系统实现原理及各种改进策略。根据现有网络信息内容还原系统未充分利用运算资源以及当前多核处理器高度普及的现状,提出基于多核处理器的网络信息内容并行还原系统,将高流量数据包分流到多个处理进程,利用多核处理器的运算资源,从而达到在不添加额外硬件资源的情况下提高处理能力的目的。实验结果表明,该系统可以有效提高网络信息内容还原系统的处理流量。     

基于多核处理器的并行编程模型

为解决传统编程模型与并行架构间存在的矛盾,针对多媒体和网络应用程序的特点,提出一种基于多核处理器的并行编程模型,该模型采用节点化的并行程序描述方式,将并行编译器划分到多个核上运行。实验结果表明,这种新的并行编程模型能有效提高程序的执行效率。     

多核虚拟机系统中虚拟机间的通信策略研究

根据虚拟机间通信方式实现的不同,将虚拟机之间的通信分为3种,从虚拟机间3种通信方式的性能、透明性和可移植性方面进行比较,得出基于共享内存的虚拟机间通信是综合性能最优的虚拟间通信方式,且基于硬件寄存器的虚拟件间通信方式有更好的通信性能,并提出一种将两者结合实现的虚拟机间通信策略。