面向高性能计算的众核处理器结构级高能效技术

作     者：郑方 张昆 邬贵明 高红光 唐勇 吕晖 过锋 李宏亮 谢向辉 陈左宁 

作者机构：数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 

基　　金：国家"八六三"高技术研究发展计划重大项目基金(2014AA01A300) 国家"核高基"重大专项(2013ZX0102-8001-001-001)资助 

出 版 物：《计算机学报》 (Chinese Journal of Computers)

年 卷 期：2014年第37卷第10期

页      码：2176-2186页

摘      要：随着半导体技术的进步,众核处理器已经广泛应用于高性能计算领域.而要构建未来高性能计算系统,处理器必须突破严峻的"能耗墙"挑战.文中以一款自主众核处理器DFMC原型为基础,首先对其在典型负载下的能耗分布进行了分析,结合该处理器的具体结构,提出了基于指令窗口的指令缓冲、操作数锁存两种结构级能效优化技术,探索了能效优先的浮点部件设计方法.实验表明,通过上述技术可以降低处理器取指和译码能耗约50%、寄存器文件能耗11.2%和浮点部件能耗17.6%,最终全芯片降低能耗约14.7%.在该文所述实验环境下,作者还进行了DFMC原型的双精度矩阵乘(DGEMM)性能功耗比测试,并与NVIDIA公司的Kepler K20GPU进行了对比.

主 题 词：众核处理器 结构优化 能效 高性能计算 

学科分类：0810[工学-土木类] 0808[工学-自动化类] 0839[0839] 08[工学] 0835[0835] 0811[工学-水利类] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3724/SP.J.1016.2014.02176

馆 藏 号：203127376...