面向众核计算平台的性能自适应优化方法与关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61602443
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0202.系统软件、数据库与工业软件
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

As the diversity of the architecture of many-core processors, autotuning is emerging as a critical strategy for achieving portable performance across a broad range of architectures. However, optimization space explosion, costly tuning overhead and difficult to achieve high performance are main obstacle to its popularity. In order to address these challenges, we put forward the concept of adaptive performance tuning mechanism. And get down to do research on the method of adaptive tuning which combines hardware characteristics with application features for computer vision applications. The main research contents are follows: (1) Abstraction and definition of parallel optimization pattern related with the domain knowledge and hand optimization experience. (2) Construction of performance optimization guiding model based on parallel optimization pattern. (3) Contruction of auto-tuning framework guided by performance optimization guiding model. Finally, we will propose a new methods and technological system for taking full advantage of the computing capability of many-core processors. So as to that we can simplify parallel programming and achieve the performance portability for computer vision algorithms on many-core processors with high performance. The research results of this project will also play an important role on promoting the development of many-core processors.
随着众核计算平台架构的日益多样性,性能自适应优化技术成为实现性能可移植的重要方法。然而,面向众核计算平台的性能自适应优化机制面临着优化空间爆炸、自适应调优开销过高、自适应优化难以实现最佳性能等问题。为此,本课题将针对计算机视觉应用领域,围绕性能自适应优化的相关要素,在融合领域特征和手工优化经验的并行优化模式的抽象和定义、基于并行优化模式的性能优化指导模型、及其制导的性能自适应优化框架三个方面获得突破,最终形成能够充分发挥众核处理器计算能力的性能自适应优化关键技术方法体系,实现计算机视觉应用在不同众核计算平台上的高性能及性能移植,在推动我国众核处理器的应用和发展中发挥重要作用。

结项摘要

随着众核计算平台架构的日益多样性,性能自适应优化技术成为实现性能可移植的重要方法。然而,面向众核计算平台的性能自适应优化机制面临着优化空间爆炸、自适应调优开销过高、自适应优化难以实现最佳性能等问题,本项目与图像处理算法、FFT算法为研究对象,主要研究内容包括:1)基于模板的代码自动生成方法。首次提出了一种基于模板的FFT高性能汇编代码自动生成方法,能够根据体系架构特征自动生成针对X86和ARM计算平台的高性能FFT代码;2)基于搜索的性能自适应优化方法。针对FFT算法的分解特征和硬件体系结构特征,通过宽度优先搜索和深度优先搜索结合的方法,确定FFT的最佳分解方式。3)非规则算法在GPU计算平台上的自适应优化框架。针对非规则算法在GPU计算平台上由于线程间负载不均衡导致的性能瓶颈,打破传统GPU编程和优化模式,通过Persistent thread、多粒度并行、任务队列等优化方法的使用,大幅提高了非规则算法在GPU计算平台上的性能。通过以上内容的研究,本项目基本形成了面向众核计算平台的性能优化方法体系。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
基于ARMv8平台的多维FFT实现与优化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈暾;李志豪;贾海鹏
  • 通讯作者:
    贾海鹏
Automatic Generation of High-Performance FFT Kernels on Arm and x86 CPUs
在 Arm 和 x86 CPU 上自动生成高性能 FFT 内核
  • DOI:
    10.1109/tpds.2020.2977629
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Z. Li;H. Jia;Y. Zhang;T. Chen;L. Yuan;R. Vuduc
  • 通讯作者:
    R. Vuduc

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其他文献

基于静电悬浮的零刚度隔振减振控制方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国惯性技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范达;贾海鹏
  • 通讯作者:
    贾海鹏
ParaC:面向GPU平台的图像处理领域的编程框架
  • DOI:
    10.13328/j.cnki.jos.005241
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    软件学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢兴敬;刘雷;贾海鹏;冯晓兵;武成岗
  • 通讯作者:
    武成岗
基于OpenCL的直方图生成算法优化方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    安小景;张云泉;贾海鹏
  • 通讯作者:
    贾海鹏
基于OpenCL的Kmeans算法的优化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算机科学与探索
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐建良;贾海鹏;颜深根;解庆春
  • 通讯作者:
    解庆春
一种偶数基 Cooley-Tukey FFT 高性能实现方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龚彤艳;张广婷;贾海鹏;袁良
  • 通讯作者:
    袁良

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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