Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0213U004830, 0111U001475 , Науково-дослідна робота Назва роботи Побудова високопродуктивних паралельних обчислювальних систем із динамічним розпділом завдань між обчислювальними вузлами. Назва етапу роботи Керівник роботи Луцький Георгій Михайлович, Дата реєстрації 30-12-2013 Організація виконавець Факультет інформатики та обчислювальної техніки Національного технічного університету України "КПІ" Опис етапу Звіт по НДР: 165 с., 53 рис., 10 табл., 52 джерела. Об'єкт досліджень: можливість апаратної реалізації моделі обчислень на основі управління потоком даних у паралельних обчислювальних системах. Мета роботи: забезпечення реалізації моделі обчислень на основі динамічного розподілу завдань у паралельних обчислювальних системах, що сприятиме підвищенню продуктивності та масштабованості у досить широких межах. Призначення - робота спрямована на розробку архітектури ядра реконфігурованого суперскалярного RISC-мікропроцесора з розширеними властивостями виявлення паралелізму на рівні команд та динамічним перерозподілом паралельних функціональних блоків мікропроцесорного ядра між чергами готових до виконання RISC-операцій у відповідності до множини виконуваних CISC-команд. Розроблено теоретичні основи побудови архітектури ядра суперскалярного RISC-мікропроцесора з розширеними властивостями виявлення паралелізму на рівні команд. Досягнення розширення паралелізму на рівні команд досягнуто шляхом організації: одночасного декодування на RISC-операції командного вікна одного з оброблюваних потоків за розміром 32 байта, та одночасної обробки до чотирьох потоків команд з набору x86-64. Декодування командних вікон, відносно оброблюваних потоків, відбувається почергово. Декодування командних вікон, відносно команд окремого оброблюваного потоку, відбувається з прогнозом їх галуження та позачерговим запуском на виконання. В розроблюваній мікроархітектурі процесорного ядра застосовано децентралізовану схему пристрою контролю та управління процесами виконання команд в конвеєрі, що розподілена по всіх сегментах конвеєра. При завершенні одного з оброблюваних потоків команд, замість нього запускається службовий потік команд з віртуальним номером процесу 0. Він диспетчеризує інший потік команд для виконання, вибираючи його між готових до виконання потоків. При цьому він здійснює перезавантаження частини регістрової пам'яті пристрою обробки відсутності сторінок віртуальної пам'яті додатку та частин всіх кешів і буферів TLB процесорного ядра, що зв'язані з обробкою віртуального номера процесу (від 1 до 4), що завершився. Розроблено новий підхід до практичного вирішення завдань динамічного планування для паралельних систем, побудованих на базі процесорів із класичною архітектурою, що ґрунтується на застосуванні потокової моделі обчислень. Сутність нового підходу досліджено на прикладах реалізації алгоритмів деяких популярних чисельних методів. CISC-RISC, СТАНЦІЇ РЕЗЕРВАЦІЇ, БУФЕР ПЕРЕУПОРЯДКОВУВАННЯ, ПАРАЛЕЛІЗМ РІВНЯ КОМАНД, ПРИНЦИП ПОЗАЧЕРГОВОЇ ОБРОБКИ КОМАНД, ФІЗИЧНЕ ДЖЕРЕЛО ОПЕРАНДУ, ПРИСТРІЙ ОБРОБКИ ВІДСУТНОСТІ СТОРІНОК, БУФЕР ВПОРЯДКУВАННЯ ПАМ'ЯТІ ДАНИХ. Опис продукції Розроблено теоретичні основи побудови архітектури ядра суперскалярного RISC-мікропроцесора з розширеними властивостями виявлення паралелізму на рівні команд. Досягнення розширення паралелізму на рівні команд досягнуто шляхом організації: одночасного декодування на RISC-операції командного вікна за розміром 32 байта, та одночасної обробки до чотирьох потоків команд з набору x86-64. Виконання командних вікон відбувається з прогнозом їх галуження та позачерговим запуском на виконання. Розроблено структурну схему такого ядра мікропроцесора та здійснено її опис. За використанням системи моделювання SimpleScalar розроблено функціональні схеми окремих пристроїв мікроархітектури ядра суперскалярного RISC-процесора. Розглянуто питання відновлення стану процесорного ядра після помилкового передбачення галуження. Впровадження нової теорії проектування архітектури ядра суперскалярного RISC-мікропроцесора дасть змогу істотно прискорити процес проектування багатоядерних систем на кристалі. Розроблено новий підхід до п Автори роботи Аксьоненко Сергій Володимирович Волокіта Артем Миколайович Долголенко Олександ Миколайович Жабін Валерій Іванович Жабіна Валентина Валерійовна Русанова Ольга Веніаміновна Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити