根据2014年11月的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。
分子动力学是高性能计算应用的重要领域,大量的高性能计算资源或机时被用于分子动力学模拟。描述了分子动力学的计算方法和特点,包括常用并行算法、性能改进方式等,介绍了常用的分子动力学大规模并行计算软件及其功能特性,最后展望了分子动力学模拟的发展与挑战。
针对海洋环境数值预报多模式、多耦合、多结果、多吞吐、多用户的特性,提出了建设面向海洋环境数值预报支撑平台框架,并设计实现了面向多耦合的在线式耦合器（HYCPL）、面向多模式的模式库、参数化方法库和统计方法库（HYLIB）、面向多结果的检验评估工具（HYET）、面向多吞吐的数据并行访问和存储工具（HYI/O）、面向多用户的模式运行环境一键...
由于Web服务处在开放、动态、多变的网络环境下,为了有效响应用户需求、运行平台及外部环境的变化,服务必须具备演化的能力。演化后的服务应维持与原伙伴服务或服务用户之间的正常交互,这种性质称为演化一致性。由于Web环境的多样性,服务开发者对演化一致性的判定的标准并不统一。对于服务演化一致性判定问题,现有方法大多基于固定的判定标准,缺...
STREAM是微处理器上内存性能的基准测试程序,在多核多线程FT1000微处理器上发挥高性能是具有挑战性的研究工作。基于多级Cache结构,优化STREAM四个程序的指令流水线,根据寄存器数,设计了多级循环展开方法,根据指令延迟和Cache行的大小确定数据预取的数目,使用汇编语言编写了优化子程序。基于OpenMP并行环境,设计了STREAM并行程序,优化了局部化数...
网络演算近年来已成为网络领域重要的性能分析工具之一,但是,传统的网络演算主要关注网络的QoS性质,通过计算数据流的最大数据积压、最大端到端延迟、服务曲线等来分析网络的性能。在高性能计算系统中,则主要关心网络系统的吞吐率、通信延迟以及网络的饱和参数等,传统的网络演算理论无法有效计算这些参数。将网络演算与排队论结合,定义和推导了...
数字系统设计和信号完整性工程师面对25Gbps信号传输挑战时,必须重视差分对内偏斜这个关键问题。先介绍差分对内偏斜产生的原因,然后从时域、频域分析了差分对内偏斜对25Gbps背板信号完整性的影响,通过基于测试的通道仿真估算25Gbps信号传输的差分对内偏斜容限;最后,提出了减少差分对内偏斜的工程处理方法。
MapReduce是一个能够对大规模数据进行分布式处理的框架,目前被各个领域广泛应用。在提供MapReduce服务的集群中,如何保证不同优先级用户的截止时间限定是MapReduce作业调度问题的一个挑战。针对这一问题,提出了一个基于排队网络的多优先级作业调度算法（MPSA）。首先分析和归纳了基于MapReduce模型的算法,提出了三种常见模式,采用Jackson排队网...
云存储技术已经成为当前互联网中共享存储和数据服务的基础技术,云存储系统普遍利用数据复制来提高数据可用性,增强系统容错能力和改善系统性能。提出了一种云存储系统中基于分簇的数据复制策略,该策略包括产生数据复制的时机判断、复制副本数量的决定以及如何放置复制所产生的数据副本。在放置数据副本时,设计了一种基于分簇的负载均衡副本放置...
高性能、低功耗且具有QoS保障的高能效问题是云计算领域的一个研究难点。目前的研究主要是通过限定一个约束条件寻求另外指标的最优来实现三者之间的折衷或均衡,缺乏一种有效的能效计算方法和评估模型将三者整合,以更好地描述云环境能效的＂程度＂。提出一种云环境下QoS参数的归约方法和加权的能效模型,把系统性能作为一个关键因素引入QoS,并将...
为使交换式以太网能满足实时通信的要求,针对FTT-SE网络调度模型,提出了一种同时适用于周期性和非周期性实时消息的链路可调度性判定方法。在证明了消息链路调度优化问题MLSOP为NP-complete的同时,针对周期性实时消息的链路调度优化给出了启发式算法LSHA。最后,对于周期性和非周期性实时消息分别设计了基于EDF的调度算法。仿真实验表明,在提高网...
一、刊物简介《计算机工程与科学》是由国防科技大学计算机学院主办的中国计算机学会会刊,是国内外公开发行的计算机类综合性学术刊物。本刊已先后被列为中文核心期刊、中国科技信息研究所中国科技论文统计分析源期刊（中国科技核心期刊）、中国科学引文数据库来源期刊（CSCD核心期刊）、中国学术期刊（光盘版）全文入编期刊、中国期刊网全文入...
高光谱图像分类是遥感信息处理领域的热点问题,在核稀疏表示分类框架下,联合光谱信息和像元空间信息,空谱联合核稀疏表示高光谱图像分类能够取得较好的分类效果,但较高的计算复杂度及高光谱图像较大的数据量限制了其在实时性要求较高情况下的应用。基于GPU/CUDA架构,提出了一种空谱联合核稀疏表示高光谱分类的并行优化方法,设计访存优化策略对主...
基于3D-IC技术的3DSRAM,由于硅通孔TSV制造工艺尚未成熟,使得TSV容易出现开路故障。而现有的TSV测试方式均需要通过特定的电路来实现,增加了额外的面积开销。通过对2D Memory BIST的研究,针对3DSRAM中的TSV全开路故障进行建模,根据TSV之间的耦合效应进行广泛的模拟研究,分析并验证在读写操作下由于TSV的开路故障对SRAM存储单元里所存值的影响,将...
基于硅通孔TSV的3D-IC在电源分配网络PDN中引入了新的结构——TSV,另外,3D堆叠使得硅衬底效应成为不可忽略的因素,因此为3D-IC建立PDN模型必须要考虑TSV以及硅衬底效应。为基于TSV的3D-IC建立了一个考虑硅衬底效应的3DPDN模型,该模型由P/G TSV对模型和片上PDN模型组成。P/G TSV对模型是在已有模型基础上,引入bump和接触孔的RLGC集总模型而建立的...
在大规模在线社交网络中,通过对用户影响力进行排序找出其中最具影响力的节点（集合）是一个很重要的研究方向,对于有效控制信息扩散、舆情分析和控制、精准营销等均有重要的作用。已有的节点影响力排序算法或者需要网络的全局拓扑信息来计算单个节点影响力（如基于介数中心性的算法）而时间开销过大,不适用于大规模网络;或者基于传统的网页排序...
航天器在宇宙空间易受粒子的影响而产生错误,三模冗余技术是一种有效的容错机制。但是,现有的三模冗余加固设计一般是一款芯片定制一套加固方案,无法做到通用性。提出一种功能无关的VLSI门级网表三模冗余加固通用设计方案。通过对时序器件和组合逻辑器件进行不同的加固设计,实现三模冗余。根据对不同的工艺库的识别与理解,本方案还进行了驱动能...
提出了一种适用于无源射频识别RFID电子标签中多次可编程MTP非易失性存储器NVM的新型电流灵敏放大器结构。该电路在不增加面积的情况下具有低功耗、高速度、高可靠性和高灵敏度的优越性能。基于GSMC 0.13μm-CMOS工艺下的仿真结果表明,新型灵敏放大器在-40℃-80℃的环境下具有很高的读取速度,且能够工作在低电压（0.8V）下。在1.2V工作电压、27℃...
在高速数字系统中,信号完整性问题越来越突出,信号速率和设计密度的不断提高使得串扰上升为主要因素之一。先研究了基于矩形谐振腔的串扰抑制方法;然后与三倍线宽方法（3W方法）和有过孔接地的防护线方法的对比分析表明,矩形谐振腔方法对微带线间近端串扰的抑制能力不理想,但对远端串扰的抑制非常有效,在频域仿真中远端串扰幅度可提高12dB和8dB,...
为了增强对喷射冷板散热性能影响因素的了解,通过实验研究了喷射距离对喷射冷板散热性能与阻力值的影响,并对喷射冷板散热性能的均匀性进行了分析。实验结果表明,在流量相同的情况下,现有结构喷射冷板的总热阻随喷射距离的增大先减小后增大,在喷射距离为1.5mm时存在一个最小值;喷射冷板的阻力值随喷射距离的增大而降低,但喷射距离对喷射冷板的阻...
数字相机分辨率的提升对视觉测量中精度的提高有很大的促进作用,但是高分辨率图像同时也会带来更大的数据量和计算量的问题。在CPU上应用传统的串行特征点中心定位算法耗时较大,无法满足动态测量的要求。针对此提出了CUDA架构下的并行像面特征点中心快速定位算法。经过分析发现,当大于10 000个点时串行特征点中心定位算法在图像预处理、区域约束...
Chipkill是动态随机存储器系统中先进的容错手段,Reed-Solomon（RS）码是实现Chipkill技术的良好编码。以18片DDR3×8存储器芯片为研究对象,首先提出了一种快速构造RS码生成矩阵并对其优化的算法,获得了仅有1 728个＂1＂的生成矩阵;然后设计了一种纠单符号错RS码高效译码电路,实现了用纯组合逻辑完成检错、纠错操作。将所提出的RS码与传统的SEC/D...
提出一种基于PowerPC的安全SoC架构,通过硬件隔离的方法防御软件攻击。将软硬件资源隔离成安全和非安全两种,由硬件控制资源访问请求,可以为上层软件提供更好的安全保障。基于这种思想,对基于PowerPC的SoC架构进行了安全扩展,为上层软件提供安全和非安全两种运行环境。任何数据访问请求都会根据运行环境以及所访问的资源的安全状态判定访问是否...
随着高性能互连网络规模的增大,如何通过互连网络拓扑结构的设计来提升系统的性能和降低物理开销成为了系统设计的关键之一。传统的拓扑结构（可分为直接网络和间接网络）在网络规模增加时,不能很好地折衷网络性能和物理开销的关系。2012年Roberto P等人提出一种新型混合的拓扑结构,结合了直接网络和间接网络的特点,有效考虑了物理开销和网络性...
气象归档与查询系统（MARS）是欧洲中期天气预报中心（ECMWF）开发的用于多种类海量气象数据管理的框架,其核心是利用多维数据模型和数据立方体来组织和管理气象数据。重点研究了MARS系统的主要架构及其超立方体结构的数据索引方法,在此基础上提出了一种大数据背景下数据立方体的元数据查询优化和并行计算方法。实验表明,该方法能够有效缩短大数...
现代3D图形处理器已从固定渲染管线发展成可编程渲染管线,且其并行度越来越高,研究并设计高性能的3D图形处理器对3D图形处理具有重要意义。着色器是实现3D图形处理器的核心,因此开发性能高、面积小、功耗低又易于扩展的着色器对3D图形处理器的开发具有重要作用。提出的统一架构图形处理器基于单指令多线程和单指令多数据,单指令多线程可以提高图...
提出一种应用于RFID芯片的低功耗、可校准基准源电路。设计采用了全MOS管以及电阻来实现,大部分管子都工作在亚阈值状态,同时可以产生基准电压和基准电流。该基准源采用了GSMC0.13μm 1P5M工艺来实现,其最大工作电流不超过350nA,供电电压为1.2V,并且在0.9V-2.5V电压下均可工作。在-45℃-65℃的工作温度下,电压基准源的温度系数为30.3ppm/℃,电流...
《计算机工程与科学》是由国防科技大学计算机学院主办的中国计算机学会会刊,是国内外公开发行的计算机类综合性学术刊物,现为月刊。本刊欢迎关于计算机科学理论、计算机组织与系统结构、计算机软件、计算机应用、计算机器件设备与工艺等学科领域方面的来稿。本刊每年出版一期高性能计算专刊,并且常年设有高性能计算专栏。来稿论文必须未发表、...
本学科所在的国防科学技术大学计算机学院是由以学部委员慈云桂教授为首的老一辈计算机专家创建的。1958年设立计算机专业,1966年成立计算机系,1971年成立计算机系兼研究所,1999年成立计算机学院。
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