沈凡凡
- 作品数：7 被引量：24H指数：3
- 供职机构：武汉大学计算机学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江西省教育厅科学技术研究项目安徽省自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 通用图形处理器线程调度优化方法研究综述被引量：4
- 2016年
- 随着通用图形处理器(GPGPU)并行计算能力的日益增强,其应用范围越来越广.然而由于不规则计算任务使得通用图形处理器资源难以得到充分利用,其性能并未达到最大化.在论述GPGPU微体系结构的基础上,该文重点讨论了多种针对GPGPU性能提升的线程调度优化方法,主要从针对优化分支转移提升线程级并行度、针对访存效率的提升和针对标量指令执行以提升资源利用率三方面的线程调度优化方法进行了分析和比较.另外,由于功耗问题已成为制约GPGPU发展的主要因素之一,该文还分析了影响GPGPU功耗效率的主要原因及目前提高GPGPU功耗效率的主要低功耗技术,并对目前针对GPGPU功耗优化的典型线程调度优化方法进行了分析比较.最后,该文指出了未来线程调度优化方法需要进一步探讨的一些问题.
- 何炎祥张军张军沈凡凡江南李清安
- 关键词：通用图形处理器功耗
- 一个机器检测的Micro-Dalvik虚拟机模型被引量：5
- 2015年
- 给出了一个寄存器架构的虚拟机模型Micro-Dalvik,包括虚拟机指令集和虚拟机运行时状态的形式化,并以大步操作语义(big-step operational semantics)的方式给出了指令单步执行的状态转换以及定义在单步执行上的自反传递闭包来表达虚拟机程序的运行时状态转换.最后,以定理的形式描述了语义满足的性质,并得到证明.这个模型的指令集包括了大部分Dalvik虚拟机指令,为获得形式语义的清晰化,它在Dalvik VM指令集上进行了必要的抽象,对其实质没有改变,因而具有较大的实用性.该形式化模型通过了定理证明助手Isabelle/HOL的验证.
- 何炎祥江南李清安张军张军
- 关键词：形式化验证定理证明
- 基于2阶段同步的GPGPU线程块压缩调度方法被引量：1
- 2016年
- 通用图形处理器(general purpose graphics processing unit,GPGPU)在面向高性能计算、高吞吐量的通用计算领域的应用日益广泛,它采用的SIMD(single instruction multiple data)执行模式使其能获得强大的并行计算能力.目前主流的通用图形处理器均通过大量高度并行的线程完成计算任务的高效执行.但是在处理条件分支转移的控制流中,由于通用图形处理器采用串行的方式顺序处理不同的分支路径,使得其并行计算能力受到影响.在分析讨论前人针对分支转移处理低效的线程块压缩重组调度方法的基础上,提出了2阶段同步的线程块压缩重组调度方法 TSTBC(two-stage synchronization based thread block compaction scheduling),通过线程块压缩重组适合性判断逻辑部件,分2个阶段对线程块进行压缩重组有效性分析,进一步减少了无效的线程块压缩重组次数.模拟实验结果表明:该方法较好地提高了线程块的压缩重组有效性,相对于其他同类方法降低了对线程组内部数据局部性的破坏,并使得片上一级数据cache的访问失效率得到有效降低;相对于基准体系结构,系统性能提升了19.27%.
- 张军张军何炎祥沈凡凡江南
- 关键词：通用图形处理器线程调度
- 新型非易失性存储器架构的缓存优化方法综述被引量：11
- 2015年
- 随着半导体工艺的发展,处理器集成的片上缓存越来越大,传统存储器件的漏电功耗问题日益严峻,如何设计高能效的片上存储架构已成为重要挑战.为解决这些问题,国内外研究者讨论了大量的新型非易失性存储技术,它们具有非易失性、低功耗和高存储密度等优良特性.为探索spintransfer torque RAM(STT-RAM),phase change memory(PCM),resistive RAM(RRAM)和domainwall memory(DWM)四种新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)架构缓存的方法,对比了其与传统存储器件的物理特性,讨论了其架构缓存的优缺点和适用性,重点分类并总结了其架构缓存的优化方法和策略,分析了其中针对新型非易失性存储器写功耗高、写寿命有限和写延迟长等缺点所作出的关键优化技术,最后探讨了新型非易失性存储器件在未来缓存优化中可能的研究方向.
- 何炎祥沈凡凡张军张军江南李清安
- 关键词：非易失性存储器计算机体系结构缓存
- 一种面向GPGPU的行为感知的存储调度策略被引量：1
- 2017年
- 随着通用图形处理器在高性能计算领域的广泛应用,新的并行执行模式被提出。在新模式下,当前的存储调度策略未能使存储器的吞吐率达到最大。分析了图形处理器上多程序并行执行模式下应用程序访存行为特征及其性能损失不公平的原因,提出了一种基于访存行为感知的存储调度策略,利用不同程序类型的优势进行优先级调度。实验表明,该方法能够明显改善不同类型程序间性能损失不均衡的问题,相比基准结构对所有测试程序的存储系统吞吐率和公平性分别有平均9.7%和15.0%的提升。
- 刘子骏何炎祥张军张军李清安
- 关键词：GPGPU存储调度
- PCRAM损耗均衡研究综述
- 2018年
- 随着半导体工艺的高速发展,计算机系统中处理器与主存之间性能差距的不断增大,传统存储器件的集成度已接近极限,能耗问题也日益突出,当前传统的主存技术面临挑战.相变随机存储器(PCRAM)具有集成度高、功耗低、非易失、字节级编址等优良特性,是最有发展潜力的、最有可能完全取代DRAM主存的非易失性存储器之一.首先介绍了PCRAM的发展与应用现状,指出T型结构是当前学术界和产业界广泛采用的器件结构,目前已经有PCRAM产品逐步开始量产并投入商业应用.然后,介绍了PCRAM当前面临的挑战,指出PCRAM面临的写耐久性局限是限制期发展与应用的主要障碍之一,分布不均匀的写操作会使PCRAM快速失效.接着,从硬件辅助和软件辅助两个角度分别介绍了当前研究人员所提出的一些具有代表性的PCRAM损耗均衡技术,在分析和归纳当前研究现状的基础上,指出了现有方案的优点和亟待完善之处.最后,展望了未来PCRAM损耗均衡技术的研究方向,为该领域今后的发展提供参考.
- 何炎祥陈木朝李清安何静沈凡凡帅子琦徐超
- 关键词：相变随机存储器非易失存储器损耗均衡
- 一种SRAM辅助新型非易失性缓存的磨损均衡方法被引量：3
- 2017年
- 随着半导体工艺的发展,处理器集成的片上缓存越来越大,传统存储器面临着存储密度低和漏电功耗高等问题日益严峻.近年来,新型非易失性存储技术展现出漏电功耗低、存储密度高和可扩展性强等优点,是最有潜力构建大容量缓存的新技术.然而,非易失性存储器的写操作次数有限,作为缓存将限制其寿命.同时缓存上的写操作是不均匀的,存在缓存组间和组内的写波动,这一访问特点将导致缓存的每部分磨损不均衡,现有的缓存管理策略却不能感知缓存的写波动.为解决这一问题,提出了SRAM辅助新型非易失性缓存的磨损均衡(SRAM-assistEd weAr Leveling,SEAL)方法,该方法包含写波动感知的缓存块迁移算法(Write Variation-aware blOck Migration,WVOM)和阈值指导的缓存块迁移算法(Threshold gUided Block mIgration,TUBI).SEAL方法重点关注写波动大的缓存组和写强度高的缓存单元,着力减少这部分缓存单元的写压力.WVOM感知缓存组间写波动并迁移写强度大的缓存组,用于解决组间磨损均衡问题.TUBI迁移缓存组内写局部性高的缓存块来达到组内磨损均衡.实验结果表明,SEAL方法与基准配置相比,缓存的磨损程度平均减少了34.2%,缓存的平均寿命提升了175%,性能平均提高了0.735%,系统的动态功耗平均降低了5.65%.同时,SEAL方法与最新的研究成果相比,缓存的磨损程度平均减少了13.1%,缓存的平均寿命提升了20%.
- 沈凡凡何炎祥张军江南李清安李建华
- 关键词：非易失性存储器缓存耐久性
