CAREER: Accessible Accelerators: Leveraging Productive Software on Efficient Hardware

职业:无障碍加速器:在高效硬件上利用高效软件

基本信息

  • 批准号:
    1943379
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 53.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-06-15 至 2025-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The economy of the future relies on software, the people who will write it, and the hardware that will run it. The last several decades have given rise to two opposing trends in the computing industry. At the software level, a desire for simplicity, reusability, and programmer productivity has pushed the level of abstraction in software to higher levels, removing most programmers from the burden of understanding the underlying machine. At the hardware level, the demand for both performance and energy-efficiency has led to the development of programmable hardware accelerators. However, the effort required to port abstract programs to accelerators is a significant barrier to their adoption, particularly for generalist programmers that have little desire to create un-portable, accelerator-specific code. This project aims to address these challenges in tandem by developing novel cross-stack techniques to accelerate productive software on efficient hardware. The project aims to increase the number of individuals and problems that can benefit from energy-efficient, accelerated computing. An integrated education plan introduces K-12 students to acceleration through graphics accelerators and video games while teaching college undergraduates and graduates to think about how problems map to accelerators by thinking spatially.Concretely, this project focuses on ameliorating the overheads associated with well-established software principles that increase programmer productivity and finding innovative ways to improve hardware accelerators to support productive practices. The project first explores new optimization opportunities in massively parallel, object-oriented code where object data layout and the high cost of invoking virtual functions degrade performance. The project will develop lightweight, virtual function elision mechanisms, parallelism-aware compilation passes, an accelerator-aware virtual memory system, and a coordinated cross-stack effort to reduce memory pressure. Finally, the project will explore a full-system solution for productive languages on accelerators, aggregate the project's innovations, and provide an open-source platform to ease accelerator software development.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
未来的经济依赖于软件、编写软件的人员以及运行软件的硬件。过去几十年来,计算行业出现了两种相反的趋势。在软件层面,对简单性、可重用性和程序员生产力的渴望已经将软件的抽象级别推向了更高的水平,使大多数程序员摆脱了理解底层机器的负担。在硬件层面,对性能和能效的双重需求带动了可编程硬件加速器的发展。然而,将抽象程序移植到加速器所需的工作是其采用的一个重大障碍,特别是对于那些不太愿意创建不可移植的、特定于加速器的代码的通才程序员来说。该项目旨在通过开发新颖的跨堆栈技术来加速高效硬件上的生产软件,从而同时应对这些挑战。该项目旨在增加可以从节能、加速计算中受益的个人和问题的数量。一项综合教育计划向 K-12 学生介绍通过图形加速器和视频游戏进行加速,同时教导大学本科生和毕业生如何通过空间思维来思考问题如何映射到加速器。具体来说,该项目的重点是改善与成熟软件相关的管理费用提高程序员生产力的原则,并寻找创新方法来改进硬件加速器以支持生产实践。该项目首先探索大规模并行、面向对象代码中的新优化机会,其中对象数据布局和调用虚拟函数的高成本会降低性能。该项目将开发轻量级虚拟函数省略机制、并行感知编译通道、加速器感知虚拟内存系统以及协调的跨堆栈工作以减少内存压力。 最后,该项目将探索加速器上生产语言的全系统解决方案,聚合该项目的创新成果,并提供一个开源平台以简化加速器软件的开发。该奖项体现了 NSF 的法定使命,经评估认为值得支持利用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
SIMR: Single Instruction Multiple Request Processing for Energy-Efficient Data Center Microservices
SIMR:节能数据中心微服务的单指令多请求处理
Judging a type by its pointer: optimizing GPU virtual functions
通过指针判断类型:优化GPU虚拟函数
Characterizing Massively Parallel Polymorphism
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Mitigating GPU Core Partitioning Performance Effects
减轻 GPU 核心分区性能影响
A SIMT Analyzer for Multi-Threaded CPU Applications
适用于多线程 CPU 应用的 SIMT 分析器
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Timothy Rogers其他文献

Assessing Timely Presentation to Care Among People Diagnosed with HIV During Hospital Admission: A Population-Based Study in Ontario, Canada
评估入院期间诊断出的艾滋病毒患者的及时护理:加拿大安大略省的一项基于人群的研究
  • DOI:
    10.1007/s10461-018-2063-z
  • 发表时间:
    2018-03-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    C. Kendall;Esther S Shoemaker;J. Raboud;A. Mark;A. Bayoumi;A. Burchell;M. Loutfy;S. Rourke;C. Liddy;R. Rosenes;Timothy Rogers;T. Antoniou
  • 通讯作者:
    T. Antoniou
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Burchell;J. Raboud;J. Donelle;M. Loutfy;S. Rourke;Timothy Rogers;R. Rosenes;C. Liddy;C. Kendall
  • 通讯作者:
    C. Kendall
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010-09-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Timothy Rogers
  • 通讯作者:
    Timothy Rogers
The BEST study--a prospective study to compare business class versus economy class air travel as a cause of thrombosis.
最佳研究——一项比较商务舱和经济舱航空旅行作为血栓形成原因的前瞻性研究。
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通过众包有效学习相对相似性嵌入
  • DOI:
    10.21105/joss.04517
  • 发表时间:
    2023-04-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Scott Sievert;R. Nowak;Timothy Rogers
  • 通讯作者:
    Timothy Rogers

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    $ 53.13万
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    Standard Grant

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合作研究:GEO OSE 第 2 轨道:Pythia 和 Pangeo 项目:通过可访问、可重用和可重复的工作流程构建包容性的地球科学社区
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  • 资助金额:
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体验式“无障碍学习实验室”促进包容性软件开发
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    2024
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随机试验中不同估计值的可用统计方法的实用指南
  • 批准号:
    MR/Z503770/1
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    2024
  • 资助金额:
    $ 53.13万
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Iterative Improvement of a Program for Building Inclusive, Diverse, Equitable, Accessible Large-scale (IDEAL) Participatory Science Projects
迭代改进建立包容、多样化、公平、可访问的大型(IDEAL)参与性科学项目的计划
  • 批准号:
    2313996
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 53.13万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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