64-bit地址映射及实例探析

阐述了64位体系结构下虚拟地址到物理地址转换的几种基本方法,例如哈希页表、倒排页表、分层页表等;并结合Solaris 10予以简析。

全面进入64BIT时代——Athlon64 FX能否再创神话?

2003年9月23日是IT电脑业界一个最激动的时刻，AMD推出K8架构的x86工作站和家用处理器，这标志着x86将全面进入64bit新领域。以往的x86架构领域一直是Intel主导市场，可是，今天AMD率先进入64bit时代，这一举措将会扭转之前的局面，特别是AMD发布的Athlon 64FX，这更加确定了AMD的市场定位策略和竞争的优势，Athlon64 FX是针对家用及极端服务圈市场的桌面处理器，它将给Intel高端Pentium4 C带来沉重的一击，从而成为新一代的个人高端处理器中的领航军。

K8挑战Itanium——64位CPU谁主沉浮

Intel与AMD在32位处理器市场的争夺已经日趋白热化,这点无论是在高端市场或是低端市场都已经表现得淋漓尽致。然而,为了占据新的制高点,并从根本上超越对手,这两位略显疲态的巨人都不约而同地将战火延续到64位处理器市场。在这全新的舞台,Intel与AMD将展开一场新世纪之战。对此,整个业界都予以充分的关注……

基于64位体系结构的倒排索引压缩算法

在64位体系结构的CPU中,字长从32位扩展到64位,处理器每次可以处理的数据也增加到64位。这对搜索引擎使用的核心数据结构——倒排索引的压缩与解压缩带来一定的影响。针对当前32位整数字对齐压缩算法Simple不适用于64位系统的问题,对其进行改进,并提出3种基于64位的字对齐压缩算法,即SimpleX64-16、SimpleX64-32和SimpleX64-64。3种算法都采用多种压缩模式,并对每个模式进行压缩空间的优化。在64位机器上GOV2和ClueWeb09B数据集的倒排索引实验结果表明,与传统的基于32位字对齐的压缩算法相比,3种基于64位字对齐的算法在解压速度方面最多提高14.5%,在压缩率方面最多提高2.5%。

基于64位操作系统的超高速视频存储系统

针对目前靶场光学测量设备中大量超高速高像素值数字相机,设计了一种基于64位操作系统的高速数字视频存储系统。硬件平台采用高性能PC机并搭载大容量内存,软件先将数字图像和相应的附加信息全部存入内存中,待停止存储后再将内存中的信息对齐并写入硬盘阵列中。避免了阵列因为硬盘数量太多造成存储速率不稳定进而丢帧、错帧的瓶颈。在实际使用中可实现速率为800Mbyte/s的超高速存储,取得了预期效果,实现了低成本硬件平台和高性能存储的统一。

面向ARMv8 64位多核处理器的QGEMM设计与实现

该文在ARMv8 64位多核处理器上基于OpenBLAS首次设计、实现并优化了四精度矩阵乘法(Quadruple precision General Matrix-Matrix Multiplication,QGEMM).由于浮点计算中不可避免地引入舍入误差,双精度矩阵乘法(DGEMM)在某些情况下不能给出令人满意的数值结果,因此需要高精度或多精度算法来实现更精确的计算.Double-double算术是一种较为有效和广泛使用的手段.文中采用double-double数据格式构建结构体存储四精度浮点数据;基于OpenBLAS中的稠密矩阵计算的分块算法,增加四精度数据格式的相关的头文件和源文件,并用汇编代码撰写文中所提出的QGEMM的核心内核;利用无误差变换技术,调整并优化内核中的算法流程,避免规格化操作步骤造成的数据强制依赖关系;通过分析算法的数据依赖关系,设计寄存器的分配和轮转策略,优化指令调度顺序,开发指令级并行性,提高QGEMM的实际性能.根据具体算法使用混合乘加指令(FMA)的程度不同,文中采用了算法理论峰值性能这一概念,其有别于机器理论峰值的概念,能更好地评估文中所提出的QGEMM的实际效率.数值实验表明:文中通过汇编代码实现并优化的QGEMM性能最高达到19.7Gflops,效率为在ARMv864位多核处理器平台上QGEMM算法理论峰值性能的82.1%,在满足数值结果精度要求的同时,其计算速度约是由C语言撰写的未优化的QGEMM和MBLAS中QGEMM的5.8倍,是编译器GCC实现的long double数据格式的QGEMM的24倍.同时数值实验还显示文中提出的QGEMM针对不同规模的矩阵具有较好的线程可扩展性.

一个运动图像实时压缩的64位并行指令集

为实现运动图像的实时压解传输 ,采用 8位乘加并行、系数转换、矩阵转置和数据装载和截位的通盘解决方式 ,构造了一个 6 4位并行二维离散余弦变换 (discreteco sinetranslation ,DCT)硬件核 ,使得运动图像的压解运算中DCT和运动估值的CPU耗时下降了十几倍 ,实现了实时压缩 .

面向ARMv8 64位多核处理器QTRSM的实现

在ARMv8 64位多核处理器上基于OpenBLAS实现了四精度三角矩阵求解(QTRSM)。基于两种数据格式分别实现了QTRSM,第一种实现利用GCC编译器对long double数据类型的支持来实现QTRSM,第二种实现采用double-double数据格式及其相应的四精度加减法、乘法和除法。以long double数据类型QTRSM为测试基准,就不同矩阵规模下测试结果精度和时间与double-double数据格式QTRSM进行比较。实验结果表明:两者得到近似相同精度的数值结果,但double-double数据格式QTRSM的性能是long double数据类型QTRSM的1.6倍。随着线程数的增加,两种QTRSM实现的加速比接近2.0,具有较好的可扩展性。

64位集群计算平台波动方程叠前深度偏移的性能优化

详细介绍了iCluster波动方程叠前深度偏移软件系统所采用的集群并行计算策略,以及在64位集群计算平台上开展的计算性能优化工作和取得的成果。给出了大量软件优化和性能测试结果,包括波动方程叠前深度偏移处理程序运行分析、MPI并行计算运行分析、不同编译器和编译参数测试对比、不同FFT算法效率测试对比、IA32和IA64平台软件运行效率对比测试及并行加速比测试等结果。以原来基于2.6 GHz Xeon系统上的软件运行效率作为基准,在基于1.4 GHz Itanium2的系统上,经过优化的波动方程叠前深度偏移程序其计算性能提高了9倍左右。其性能的提高主要归功于3个因素,即64位处理器硬件性能的提高、优化编译器的贡献和Intel MKL数学库中DFT程序的贡献。试验和分析表明,对于波动方程叠前深度偏移计算,基于千兆以太网的集群计算机系统可以在较大规模配置下,仍然能保持很高的并行加速比。面对数据规模和计算规模的挑战,向64位计算平台的迁移是未来几年内地球物理计算的必然发展方向。IA64平台上软件计算性能的优化,既有巨大潜力,又有可观的经济价值。

一种64位进程调用32位DLL的方法

64位进程不能加载32位dll是程序或平台移植中需要解决的一个难题。比较了32位和64位体系结构的区别,分析了64位进程不能加载32位dll的原因。研究了进程外COM服务器组件的内部机制,给出了64位进程访问32位进程外COM组件的调用模型。设计并实现了32位的进程外COM服务器。在COM组件类中封装对32位dll的访问接口,64位进程通过调用在32位进程外COM服务器中注册的COM组件类中的接口,间接地访问32位dll的相关接口功能。方法设计时采用单态模式和垃圾回收机制,线程安全,性能稳定。

32位和64位操作系统的对比与选择

针对目前多数电脑用户对选用32位还是64位操作系统时出现的困惑,本文从软件到硬件进行归纳分析,将32位和64操作系统进行深刻对比,并给出视不同情形而对二者进行选择的科学方法和步骤。

荒漠化无人机监测影像4种处理软件比较分析

本研究对比了荒漠化无人机样地监测常用的影像处理软件:Agisoft Metashape Profes‐sional(64 bit)、Context Capture Center Engine、Pix4Dmapper和大疆智图(DJI Terra)。通过对比地面分辨率、总耗时、重投影误差RMS、正射影像建图覆盖面积和正射影像精度误差等指标,表明:Agisoft Metashape Professional(64 bit)在时间、精度和质量方面表现良好,适用于低空小面积的影像合成;DJI Terra在处理无明显地表物时功能相对较差;Pix4Dmapper生成的影像具有纵向波纹;Context Capture Center Engine整体色彩较真实,但在水域处理上不如其他3款软件。建议在荒漠化无人机样地监测中,使用处理时间、精度及质量都较好的Agisoft Metashape Professional(64 bit)软件。

64位计算技术求解电大尺寸电磁计算问题

研究了64位计算技术求解电大尺寸电磁计算问题的能力。基于矩量法(MOM)的基本原理,利用C语言开发32位矩量法计算程序,给出算例验证程序的有效性。分析32位系统对程序的限制发现,对于电大尺寸问题,当内存需求大于2.2 GB时,32位程序无法计算。利用64位编程技术,开发了64位矩量法的计算程序。对比表明,64位技术能明显提高矩量法的计算范围,增强了矩量法求解电大尺寸电磁计算问题的能力。64位计算技术,提供了矩量法求解电大尺寸目标的另一种途径。