清华魏少军、刘雷波团队提出软硬件协同设计新方法

发布时间:2021-10-10 01:46 阅读次数:
本文摘要:6月24~28日,第44届国际计算机体系结构大会(InternationalSymposiumonComputerArchitecture,全称ISCA)在加拿大多伦多开会。清华大学微电子所博士生李兆石在会上做到了为题《点状应用于在可重构架构上的保守流水技术》(AggressivePipeliningofIrregularApplicationsonReconfigurableHardware)的报告。该研究成果大幅度提高了可重构计算出来芯片的可编程性。

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6月24~28日,第44届国际计算机体系结构大会(InternationalSymposiumonComputerArchitecture,全称ISCA)在加拿大多伦多开会。清华大学微电子所博士生李兆石在会上做到了为题《点状应用于在可重构架构上的保守流水技术》(AggressivePipeliningofIrregularApplicationsonReconfigurableHardware)的报告。该研究成果大幅度提高了可重构计算出来芯片的可编程性。

清华微电子所博士生李兆石报告研究找到。可重构计算出来芯片是未来计算出来芯片领域普遍认为的最重要发展方向之一,在“硅构建”(即用硅材料生产成集成电路)后仍可转变其运算和点对点功能,能构建应用于任务到计算出来引擎的空间同构,兼备指令处理器的高灵活性和专用集成电路的高能效性。然而,因以“图计算出来”“稠密矩阵计算出来”等为代表的点状应用于在此类芯片上的程序开发十分困难,国际学术界和产业界长期以来普遍认为,可重构计算出来芯片在可编程性上不存在根本性缺失。这一难题若不解决问题,终将相当严重制约可重构计算出来芯片的推广应用,也不会很大容许可重构架构软硬件协同设计方法学的更进一步发展。

针对这个难题,微电子所魏少军、刘雷波团队明确提出了一种从硬件架构特征抵达,面向特定应用领域设计编程模型的软硬件协同设计方法。该方法首先分析点状应用于的计算出来模式,创建起一种针对点状应用于的可重构编程模型。

在该模型下,一个点状应用于被声明为一组可并行执行的任务,任务间的倚赖关系用规则展开叙述。程序员可利用该规则来叙述任务间的倚赖关系在何种情况下才能正式成立。然后,这个应用于任务将被自动转化成为可重构计算出来架构上的硬件加速逻辑(如下图右图)。

任务对应一条或多条所发的流水线,通过在运营时评估规则来展开实时,从而构建细粒度流水线级分段。实验结果表明,该方法取得的加快性能和目前最先进设备的高性能服务器CPU非常,近高于现有在可重构计算出来架构上通过高层次综合来自动分解的结果。该方法顺利解决问题了点状应用于在可重构计算出来架构上高效继续执行的国际普遍认为难题,大幅度提高了可重构计算出来芯片的可编程性,为该类芯片在更大范围内的应用于推展扫除了障碍,也为该方向软硬件协同设计方法学的发展铺平了道路。

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魏少军、刘雷波团队创建的可重构编程模型。魏少军、刘雷波团队本次在可重构计算出来芯片上获得的重大突破,一方面造就该团队在可重构计算出来领域长年了解的研究累积,另一方面也与团队和美国英特尔公司的根本性科研合作项目密切相关。

2016年1月,清华大学与英特尔公司签订协议,宣告牵头研发“融合清华可重构计算技术和英特尔X86架构的新型标准化CPU”。英特尔公司在3年内向清华大学投放经费,其目标以定坐落于在云计算、数据中心等商用领域构建可重构计算技术的大规模应用于。这是英特尔公司在全球范围内首次与高等学校必要合作研发高性能CPU产品,也是该公司在全球范围内对高等学校作出的仅次于单笔研发投资之一。

该项目已获得最重要进展,今年4月公布了软硬件参照设计平台(如下图右图),下一步将展开CPU工程样片的流片。基于可重构计算技术的新型标准化CPU(津下狱TM)软硬件参照平台公布。

国际计算机体系结构大会是计算机体系结构领域的最重要会议。现代计算出来芯片的很多基本思想,如微克量架构、多级内存、实时多线程、内存一致性等,都在国际计算机体系结构大会上首次被明确提出。

本次李兆石在会上所递交的论文,其通讯作者是刘雷波副教授,论文合作者还包括清华大学软件学院邓仰东副教授和微电子所尹首一副教授等。微电子所魏少军、刘雷波和尹首一团队在可重构计算出来方向上展开了长年的研发工作。

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从“十一五”到“十三五”倒数取得国家大自然基金、863重点项目和国家根本性专项项目的反对,五年来公开发表国际电气和电子工程师协会汇刊(IEEETransactions)论文近40篇,最重要国际会议论文近30篇,许可发明专利近40项,出版发行专著《可重构计算出来》1部。关键技术在信息安全芯片、可编程逻辑器件、可穿着计算出来芯片上构建了系列化产业应用于。


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