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近数据计算下键值存储中Compaction并行优化方法 被引量:1
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作者 孙辉 娄本冬 +2 位作者 黄建忠 赵雨虹 符松 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期597-616,共20页
大规模非结构化数据的爆炸式增长给传统关系型数据库带来了极大的挑战.基于日志结构合并树(log-structured merge tree,LSM-tree)的键值存储系统已被广泛应用,并起到重要的作用,原因在于基于LSM-tree的键值存储能够将随机写转化为顺序写... 大规模非结构化数据的爆炸式增长给传统关系型数据库带来了极大的挑战.基于日志结构合并树(log-structured merge tree,LSM-tree)的键值存储系统已被广泛应用,并起到重要的作用,原因在于基于LSM-tree的键值存储能够将随机写转化为顺序写,从而提升性能.然而,LSM-tree键值存储也存在一些性能问题.一方面,键值存储利用compaction操作更新数据,保持系统平衡,但造成严重的写放大问题.另一方面,以传统计算为中心的架构下,compaction操作带来大量的数据传输,影响了系统性能.以数据为中心的近数据计算模型(near-data processing,NDP)为基础,利用该模型下主机端与近数据计算使能设备端的并行资源,提出基于系统并行与流水线并行的compaction优化方法(collaborative parallel compaction optimization for LSM-tree key-value stores,CoPro).当处理compaction操作时,CoPro主机端与NDP设备端协同执行compaction卸载任务.此外,进一步提出基于决策组件的CoPro+,根据系统资源变化以及负载键值对中值大小的变化来动态调整并行度,使NDP架构中计算资源的使用更加高效.在搭建的硬件平台上验证了CoPro的有效性. 展开更多
关键词 日志归并树 键值存储 近数据计算 任务卸载 数据-流水线并行
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基于RISC-V的近数据计算系统设计方法
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作者 陶常勇 高彦钊 +1 位作者 王元磊 张兴明 《火控雷达技术》 2020年第3期92-100,共9页
针对信号处理和深度学习中存在大量规律乘加计算的特点,基于RISC-V开源指令集,提出了一种将控制与计算解耦的近数据计算系统设计方法,包括RISC-V控制指令集设计与近数据计算加速阵列设计两个部分。其中加速阵列包括数据RAM、微码表RAM... 针对信号处理和深度学习中存在大量规律乘加计算的特点,基于RISC-V开源指令集,提出了一种将控制与计算解耦的近数据计算系统设计方法,包括RISC-V控制指令集设计与近数据计算加速阵列设计两个部分。其中加速阵列包括数据RAM、微码表RAM、乘加算粒和片上网络,控制指令集部分包括数据搬移指令、微码配置指令和计算控制指令,两者的结合大幅降低了RISC-V内核计算负担,提高了计算并行度,并有利于在硬件平台上的弹性部署。 展开更多
关键词 RISC-V 微码近数据计算 片上网络
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人工神经网络加速方法综述与研究
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作者 陶常勇 高彦钊 +1 位作者 王元磊 张兴明 《天津科技》 2019年第S01期28-30,共3页
针对人工神经网络计算密集型和数据密集型的计算特点,在分析了当前常见的硬件加速架构的基础上,提出了一种可重构众核加速阵列的逻辑结构,包括规则控制层、数据缓存层和乘加算粒层,在数据缓存层上还构建片上网络,实现数据在各处理节点... 针对人工神经网络计算密集型和数据密集型的计算特点,在分析了当前常见的硬件加速架构的基础上,提出了一种可重构众核加速阵列的逻辑结构,包括规则控制层、数据缓存层和乘加算粒层,在数据缓存层上还构建片上网络,实现数据在各处理节点之间的流动。该结构突破了冯诺依曼内存墙的问题,实现了计算存储一体化的近数据计算。 展开更多
关键词 神经网络 众核架构 近数据计算 片上网络
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一种新型的固态硬盘控制器芯片架构研究 被引量:1
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作者 李炜 周明政 《智能物联技术》 2018年第3期12-15,共4页
传统的消费级或者企业级固态硬盘控制器芯片中,为了节省功耗、减小面积和成本,通常会采用单核CPU进行数据通路和命令通路的计算处理。随着固态硬盘的广泛应用,SSD已经应用在数据中心、存储设备、消费电子等诸多领域。由于计算任务量的... 传统的消费级或者企业级固态硬盘控制器芯片中,为了节省功耗、减小面积和成本,通常会采用单核CPU进行数据通路和命令通路的计算处理。随着固态硬盘的广泛应用,SSD已经应用在数据中心、存储设备、消费电子等诸多领域。由于计算任务量的急剧增大,导致控制器芯片的CPU负载越来越重,影响到了数据读写的带宽和IOPS等指标;如果采用更高计算能力的CPU核,又面临着功耗和成本的增加。本文提出了一种新型的固态硬盘存储器芯片架构,采用了异构计算的理念,应用一颗DSP来处理额外的计算任务,能够使得控制器芯片在计算能力和成本竞争力中取得平衡。 展开更多
关键词 固态硬盘 芯片架构 嵌入式 数据计算
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Ab initio Study on Ionization Energies of 1-Methyl-hypoxanthine
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作者 Ke-dong Wang Da-peng Yang Yu-fang Liu 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2012年第5期540-544,I0003,共6页
Six low-lying tautomers of 1-methyl-hypoxanthine have been studied at the B3LYP/aug-cc- pVDZ level. Two tautomers NTH and N9H with the comparable energies are far more stable than the others. The vertical ionization e... Six low-lying tautomers of 1-methyl-hypoxanthine have been studied at the B3LYP/aug-cc- pVDZ level. Two tautomers NTH and N9H with the comparable energies are far more stable than the others. The vertical ionization energies of the tautomers calculated with ab initio electron propagator theory in the P3/aug-cc-pVDZ approximation are in agreement with the experimental data from photoelectron spectroscopy. According to the calculated relative energies and the comparison between the simulated and the experimental photoelectron spectra, it demonstrates that there are at least two tautomers of 1-methyl-hypoxanthine in the gas-phase experiments. 展开更多
关键词 TAUTOMER Ionization energy Relative energy Photoelectron spectrum
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内存计算研究进展 被引量:7
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作者 毛海宇 舒继武 +1 位作者 李飞 刘喆 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2021年第2期173-205,共33页
随着应用数据处理需求的激增,在传统冯·诺依曼(von Neumann)体系结构中,处理器到主存之间的总线数据传输逐渐成为瓶颈.不仅如此,近年来兴起的数据密集型应用,如神经网络和图计算等,呈现出较严重的数据局部性,缓存命中率低.在这些... 随着应用数据处理需求的激增,在传统冯·诺依曼(von Neumann)体系结构中,处理器到主存之间的总线数据传输逐渐成为瓶颈.不仅如此,近年来兴起的数据密集型应用,如神经网络和图计算等,呈现出较严重的数据局部性,缓存命中率低.在这些新兴数据密集型应用的处理过程中,中央处理器到主存间的数据传输量大,导致系统的性能不佳且能耗变高.针对传统冯·诺依曼体系结构的局限性,内存计算通过赋予主存端一定的计算能力,以缓解因数据量大以及数据局部性差带来的总线拥堵和传输能耗高的问题.内存计算有两大形式,一种是以高带宽的连接方式将计算资源集成到主存单元中(近数据计算),另一种是直接利用存储单元做计算(存内计算).这两种形式有各自的优缺点和适用场景.本文首先介绍并分析了内存计算的提出和兴起原因,然后从硬件和微体系结构方面介绍内存计算技术,接着分析和总结了内存计算所面临的挑战,最后介绍了内存计算给目前流行的应用带来的机遇. 展开更多
关键词 内存计算 近数据计算 存内计算 神经网络 计算
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