基于64位RISC、共享前端SIMD多核架构的同构通用流处理器体系结构

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61170083
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    邢座程
  • 依托单位：
    中国人民解放军国防科技大学
  • 学科分类：
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31
  • 项目参与者：
    马驰远； 晏小波； 周宏伟； 高军； 马安国； 付桂涛； 齐树波； 陈小宝； 汤先拓；
  • 关键词：
    流处理器SIMD多核RISC同构

项目摘要

流处理器（SP），如NVIDIA GPU等，将片内主要资源设计为计算单元，并采用海量线程并发机制，已被证明能高效处理计算密集型并行应用，如在医学成像处理领域取得数百倍的性能加速，在天河-1/A超级计算机系统中也被用作加速处理器。但流处理器在通用性和好用性等方面存在问题：计算单元结构的过于简单导致编程困难；CPU和SP存储空间分离，且之间的通讯带宽和延迟很难保证SP计算和数据传输的完全重叠。本课题针对流处理器存在的问题，提出一种新型的同构、基于64位RISC共享前端SIMD多核架构的多线程通用CPU+SP体系结构，该结构吸收了CPU和SP的优点：64位RISC计算单元解决了传统流处理器编程困难的难题；共享前端SIMD多核架构有利于提高流数据的并发处理效率；CPU和SP共享存储空间消除了分离带来的数据传输；同构的RISC核支持CPU和SP间计算单元数目和处理能力的灵活配置，可适应不同特征应用。

结项摘要

在深入分析当前各种流处理器体系结构优势与劣势的基础上，提出一种新型的通用流处理器体系结构：同构、基于 64 位 RISC、共享前端 SIMD 多核架构的多线程通用CPU/SP 融合体系结构，该结构能同时吸收传统 CPU 在处理存储密集型/稀疏运算方面的优势和流处理器在处理计算密集型运算方面的优势，消除当前 GPGPU 架构在编程、分布存储等方面的不足，以期适应不同算法特征的应用。本课题已取得的研究成果包括：实现了基于 64 位 RISC 核的同构 CPU+SP 体系结构模型和软件模拟器；完成了基于 64 位 RISC、共享前端 SIMD 多核结构的RTL级逻辑设计原代码；在FPGA上实现了同构通用流处理器的原型验证系统。项目实施过程中共培养博士研究生9人，硕士研究生17人，已经毕业17人。课题组发表论文共47篇，申请国家发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量（26）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（32）
专利数量（0）
基于GPGPU的LDPC解码访存优化技术
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国科技论文
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    原略超;张洋;唐川;邢座程
  • 通讯作者：
    邢座程
利用预测器降低令牌协议通信量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    国防科技大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    付桂涛;赵天磊;邢座程;汤先拓
  • 通讯作者：
    汤先拓
Scalability of 3D deterministic particle transport on the Intel MIC architecture
英特尔 MIC 架构上 3D 确定性粒子传输的可扩展性
  • DOI：
    10.13538/j.1001-8042/nst.26.050502
  • 发表时间：
    2019-04
  • 期刊：
    Nuclear Science and Techniques
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Wang Qing Lin;Liu Jie;Gong Chun Ye;Xing Zuo Cheng
  • 通讯作者：
    Xing Zuo Cheng
backhual_route preconfiguration machanism for delay optimization in NoCS
用于 NoCS 中延迟优化的 backhual_route 预配置机制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    springer
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiantuo Tang;Feng Wang;Zuocheng Xing;Qinglin Wang
  • 通讯作者：
    Qinglin Wang
Determination for three kinds of critical size of single-electron transistor at room temperature
室温下单电子晶体管三种临界尺寸的测定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of National University of Defense Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chen, Xiaobao;Xing, Zuocheng;Sui, Bingcai
  • 通讯作者：
    Sui, Bingcai

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其他文献

MOS与SET混合实现的可重构类伪NMOS单元逻辑
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    0.8
  • 作者：
    陈小保;邢座程;隋兵才
  • 通讯作者：
    隋兵才
EDSMT微体系结构研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    计算机工程与科学，Vol.27 No.4，p87-91，2005年4月
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蒋江*;邢座程
  • 通讯作者：
    邢座程

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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