|
|
|
题名
|
作者
|
年代
|
出处
|
被引量
|
| 1 | 可热扩展的三维并行散热集成方法:用于大规模并行计算的片上系统关键技术显示文摘现有的三维(3D)垂直集成技术无法实现热扩展,受限于过高的温度,难以通过众多器件层的叠放来实现性能的最大化.文中提出了一种具有热扩展性的3D并行散热集成方法,将每个器件层平行于散热方向进行叠放,器件层为长条形,其短边平行于散热方向,长边垂直于散热方向,这样就保证了每个器件层均可以凭借自身所拥有的高导热性硅衬底(而不是导热过孔)来获得独立而较短的散热通道,保证3D并行散热集成芯片最高温度与所叠加的器件层数无关.文中提出了一种用于3D并行散热集成芯片最高衬底温度计算的分析模型,推导出3D芯片最高衬底温度的解析表达式,从理论上说明了该方法具有热扩展性.通过对未来用于千核并行计算的芯片进行3D集成设计表明:该文3D并行散热集成方法具有热扩展性、不需要导热过孔、良品率高等优点. | 骆祖莹 韩银和 赵国兴 余先川 周明全 | 2011 | 计算机学报2011，34，4： | 3 |
| 2 | 利于GPU计算具有线性并行度的P/G网SOR求解算法显示文摘近年来电子设计自动化(EDA)研究人员尝试利用图形处理器(graphic processing unit,GPU)提供的高性能计算能力对IC参数分析进行加速研究.为了利用GPU进行电源线/地线网络(power/ground network,P/G网)快速分析,设计了一种基于经典的连续过松弛(successive over-relaxation,SOR)算法的高效P/G网分析并行算法.基于GPU并行计算加速原理,此算法进行了如下改进:1)采用红-黑次序的松弛策略.将所有的节点分为红黑两类,红色节点的所有邻点只有黑色节点、黑色节点的所有邻点只有红色节点,红色节点与黑色节点交替松弛,保证了GPU并行计算中的数据一致性.对于具有N个节点的P/G网而言,一次红色节点或黑色节点松弛可以同时对N/2个节点进行松弛操作,即理论上可以同时启动N?2个并行线程.2)优化数据结构.实现了对数据空间的合并访问,以保证对GPU全局存储空间的最优访问.3)在共享存储器内通过并行归约对松弛标记进行快速统计,同时利用zero-copy技术进行松弛标记的快速拷贝,以快速决定是否继续松弛.大量的实验结果表明:与单线程的CPU程序相比,此算法的加速倍数随GPU所提供物理线程的数目增加而线性增加,可以获得最大242倍的加速效果,是目前EDA研究领域中加速效果最好的GPU算法. | 唐亮 骆祖莹 赵国兴 杨旭 | 2013 | 计算机研究与发展2013，50，7： | 3 |
| 3 | 基于CUDA的三维芯片温度场实时可视化显示文摘温度是三维(3D)集成的重要设计约束,温度场可视化对于3D芯片热设计与任务调度等工作具有重要意义。为了对3D芯片温度分布进行实时可视化分析,开展了如下研究:使用连续过松弛(SOR)算法进行并行全芯片热分析,仿真出3D温度场;利用颜色映射技术在温度场与颜色之间建立起对应关系,以实现数据的可视化;基于CUDA架构,使用GPU众线程大规模并行绘制技术,对3D温度场实时绘制进行了加速研究;将以上研究集成为一个3D温度场实时可视化原型系统。大量实验表明:3D芯片温度场实时可视化系统能够提供实时的动态可视化温度分析,与CPU绘制相比,基于CUDA的GPU绘制可以获得86倍的加速。 | 李晓怡 骆岩林 骆祖莹 | 2015 | 计算机仿真2015，32，8： | 2 |
| 4 | 考虑电压/温度变化的电热综合分析及其并行加速技术显示文摘受限于计算能力,在现有的电热分析研究中,无法考虑电压变化对电热分析的影响,从而降低了分析的精度.基于已有的研究成果,文中分析了芯片的功耗/电压/温度分布向量之间的相互关系,指出了在电热综合分析中考虑电压/温度变化的必要性,进而提出了一种迭代式的并行电热综合分析方法ETA_VT,该方法基于功耗与电压/温度之间的递归关系,进行迭代计算,最后将收敛后的功耗/电压/温度分布向量作为求解结果同时输出.基于多核CPU+众核GPU异构计算机系统所提供的并行计算资源,为了提高电热综合分析的运行效率,文中不仅设计了一个具有主辅双进程的ETA_VT算法流程,而且还分别采用CPU多线程并行计算、GPU并行计算、CPU+GPU协同并行计算技术对ETA_VT算法进行加速研究.实验数据表明:(1)考虑电压/温度变化的电热综合分析不仅可以获得较为精确的分析结果,而且可以同时计算出芯片的功耗/电压/温度分布;(2)采用并行计算技术、并合理分配计算资源,不仅可以解决电热综合分析中存在的功耗/电压/温度多参量相互影响的问题,而且还可以有效地提高电热综合分析的速度,获得多达44倍的加速效果.文中工作是将高性能计算引入电子设计自动化(EDA)算法研究的一次有益尝试,表明高性能计算技术不仅可以提高EDA算法的执行效率,而且可以促进芯片设计中存在的多参量相互影响综合分析问题的研究和解决. | 赵国兴 骆祖莹 黄琨 唐亮 | 2013 | 计算机学报2013，36，4： | 1 |
| 5 | 3D-ACC:基于3D集成电路的卷积神经网络加速结构研究显示文摘在深亚微米工艺下,通过持续增大芯片规模来提升计算能力,会导致芯片工作频率降低、功耗剧增、计算效率下降等问题。因此,利用3D集成电路技术,提出并量化研究了一种将二维脉动阵列映射到3D集成电路上的卷积神经网络加速器3D-ACC,并设计了一种高效的卷积映射计算方法,构建了其性能模型,量化分析了不同设计参数对3D-ACC性能和效率的影响。实验结果表明,当采用四层64×64脉动阵列的堆叠结构时,3D-ACC的峰值计算性能达32 TFLOPS,测试VGG-16、ResNet-50以及Inception V3模型时的实际计算效率可达47.4%、37.9%及40.9%。与相同计算单元规模的二维加速器2D-ACC相比,3D-ACC的计算效率及性能优势明显,实际计算性能分别是后者的1.51、1.69以及1.61倍。探索了3D集成电路在神经网络加速器设计的优势,对进一步提升神经网络加速器性能具有一定参考价值。 | 王吉军 郝子宇 李宏亮 | 2020 | 计算机应用研究2020，37，12： | 1 |
| 6 | Localized relaxation theory of circuits and its applications in electro-thermal analyses显示文摘In the high-performance IC design with increasing design complexity,it is a very important design content to efficiently analyze IC parameters.Thus,the electro-thermal (ET) analyses including power/ground (P/G) analysis and thermal analysis are hot topics in today's IC research.Since ET analysis equation has a sparse,positive definite and strictly diagonally dominant coefficient-matrix,we prove that the ET analysis has the advantage of locality.Owing to this advantage,localized relaxation method is formally proposed,which has the same accuracy as the global relaxation done with the constraint of the same truncation error limitation.Based on the localized relaxation theory,an efficient and practical localized successive over-relaxation algorithm (LSOR2) is introduced and applied to solve the following three ET analysis problems.(1) Single-node statistical voltage analysis for over-IR-drop nodes in P/G networks;(2) single-node statistical temperature analysis for hot spots in 3D thermal analysis;(3) fast single open-defect analysis for P/G networks.A large amount of experimental data demonstrates that compared with the global successive over-relaxation (SOR) algorithm,LSOR2 can speed up 1-2 orders of magnitudes with the same accuracy in ET analyses. | LUO ZuYing ZHAO GuoXing GORDON Joseph A. TAN Sheldon X.-D. | 2012 | Science China(Information Sciences)2012，55，4： | 1 |
| 7 | ECO布局中的电源线/地线网络局部SOR分析方法显示文摘供电电压直接决定芯片性能,在IC设计的各个阶段考虑供电电压约束具有重要的意义.受制于电源线/地线(P/G)网络分析的高复杂性,尽管供电电压已成为布图规划设计中的一个设计约束,但目前在布局设计中还未考虑供电电压约束.有别于ICCG,SOR等经典的全局分析算法,提出了一种局部的连续过松弛方法(SORPECO),并在ECO布局过程中对P/G网电压约束进行高效的分析.基于前一个布局的P/G网电压分布,针对ECO试探布局中某些轻微设计变动,SORPECO只需对这些设计变动的局部变化周边区域进行松弛,以更新P/G网电压分布.受益于P/G网络分析的局部性,SORPECO拥有局部、高效和高精度等优点.实验结果表明,与通常用于布图规划的传统高效的ICCG算法相比,SORPECO不仅精度损耗几乎可以忽略(最大误差<0.062%),而且可以加速2个数量级. | 骆祖莹 赵国兴 周金和 | 2010 | 计算机辅助设计与图形学学报2010，22，6： | 1 |
| 8 | 局部松弛电路理论及其在电热分析中的应用显示文摘在复杂度日益增高的高性能集成电路设计中,高效的性能分析是一项重要的设计内容,其中由电源线/地线网络(P/G)分析与芯片热分析构成的电热分析则是目前研究的热点问题.针对电热分析方程所具有的大规模稀疏(电导或热导)系数矩阵,根据该系数矩阵所具有的对称正定严格对角占优等特性,本文从理论上证明了电热分析具有局部性,在相同的截断误差限松弛结束条件下,局部松弛和全局松弛具有相同的松弛精度.基于局部松弛理论,本文提出了一个高效实用的局部过松弛(SOR)算法(LSOR2),并在文章最后将其用于如下的3个具体的电热分析问题研究:(1)P/G网中的过压降点电压变化统计分析;(2)3D热分析中的过热点温度变化统计分析;(3)单开路故障下的P/G网快速分析.实验数据表明:与全局SOR算法相比,在保证精度的前提下,LSOR2算法可以将电热分析的求解速度提高1-2个数量级. | 骆祖莹 赵国兴 | 2011 | 中国科学:信息科学2011，41，10： | 0 |
| 9 | 片上P/G网求解算法及其GPU上的并行化显示文摘为了得到片上电源线/地线网络(P/G网)快速而准确的求解算法,根据结构化供电网的局部性效应,重新分析了连续过松弛迭代法(SOR)和变向隐含迭代法(ADI)在P/G网中的求解效率及并行性,提出了利于GPU加速的并行算法:G_RBSOR和G_ADI.它们均采用规则的数据结构,以利于GPU并行读写数据,并采用合并归约来并行计算迭代结束标志位.为了避免GPU计算的数据冲突,G_RBSOR算法采用棋盘格方式对电路节点进行红黑分类,并对红黑节点进行交错松弛.实验结果表明,在不损失精度的前提下,与各自对应的CPU串行算法相比,G_RBSOR和G_ADI算法均取得了超过50倍的加速效果;与高效的P/G分析串行求解算法ICCG相比,也取得了超过5倍的加速效果. | 唐亮 潘月斗 王嘉琪 骆祖莹 | 2014 | 计算机辅助设计与图形学学报2014，26，7： | 0 |
您所在的机构暂未开通此部分的功能，请联系管理员