ОСТАННІ НОВИНИ
| Бесплатное скачивание авторефератов |
| СКИДКА НА ДОСТАВКУ РАБОТ! |
| Авторские отчисления 70% |
| Снижение цен на доставку работ 2002-2008 годов |
| Акция - новый год вместе! |
ОСТАННІ ВІДГУКИ
Каталог авторефератів / ТЕХНІЧНІ НАУКИ / Обчислювальні машини, системи та мережі
| Назва: | |
| Тип: | Автореферат |
| Короткий зміст: | ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ У вступі наведено загальну характеристику роботи, обґрунтовано її актуальність, сформульовано її мету та основні задачі досліджень, визначено методи вирішення поставлених задач, сформульовано наукову новизну роботи та практичну цінність одержаних результатів. Наведено дані про впровадження результатів роботи, її апробацію та публікації. У першому розділі розглянуто архітектуру та технології проектування апаратних прискорювачів обчислень в комп’ютерах. Проведено огляд архітектурних особливостей, сфер застосування та технічних характеристик найпоширеніших апаратних прискорювачів на основі процесорів CELL, ClearSpeed, GRAPE та графічних процесорів GPGPU. Проведений аналіз показав, що апаратний прискорювач є надзвичайно складним обчислювальним пристроєм, розроблення якого займає багато років роботи великої кількості інженерів (4 роки за участю близько чотирьох сотень інженерів на створення процесорів CELL). При цьому виконання обчислень на апаратних прискорювачах дає прискорення від 10 до 100 і більше разів в порівнянні з швидкими універсальними процесорами при виконанні паралельних алгоритмів, за якими одну послідовність математичних операцій застосовують до великого обсягу даних. Ці апаратні прискорювачі мають паралельну SIMD архітектуру, тому для написання для них паралельних програм потрібно спочатку адаптувати до цієї архітектури алгоритми, провівши фактично їх повторне розроблення, після чого створити на спеціальних мовах паралельні програми, що в свою чергу вимагає великого об’єму інтелектуальної праці. При цьому далеко не на всіх алгоритмах ця архітектура є ефективною, адже висока продуктивність в них досягається шляхом розпаралелювання обчислювальних процесів, при цьому наявна невідповідність між жорсткою архітектурою багатопроцесорної системи, реалізованої в прискорювачі, і інформаційною структурою широкого класу виконуваних алгоритмів. Показано, що, крім розпаралелювання обчислювальних процесів, для підвищення продуктивності комп’ютерних систем необхідно здійснювати їх структурну орієнтація на виконувані алгоритми. Однак використання цього підходу обмежене тим, що при зміні алгоритму попередня структура комп’ютерної системи стає неефективною. Даний недолік можна усунути шляхом побудови комп’ютерних 6 систем з конфігуровною архітектурою, яка налаштовується на інформаційну структуру кожного конкретного алгоритму. Концепція побудови комп’ютерних систем з конфігуровною архітектурою, запропонована професором Мельником А.О., передбачає використання програмовних логічних інтегральних схем (ПЛІС) як бази для створення спеціалізованих комп’ютерних систем, що адаптуються під структуру вирішуваного завдання. Використання ПЛІС в якості базових елементів для створення апаратних прискорювачів дозволяє проводити їх налаштування на виконання конкретного алгоритму не під час виготовлення плати прискорювача, а після її виготовлення шляхом синтезу моделі потрібного спеціалізованого процесора у ПЛІС та переналаштовувати апаратний прискорювач на виконання іншого алгоритму шляхом повторного конфігурування ПЛІС. З метою спрощення та прискорення проектування програмних моделей обчислювальних пристроїв передові фірми в останні роки інтенсивно працюють в напрямку створення систем їх автоматизованого проектування, засобів їх високорівневого синтезу, а також їх генераторів. Аналіз сучасних технологій і засобів проектування програмних моделей процесорів, мікроелектронного виробництва, а також тенденцій розвитку напрямку високопродуктивних обчислень, в основі якого лежить використання апаратних прискорювачів, дозволяє зробити висновок про необхідність створення методів і засобів автоматизації конфігурування апаратних прискорювачів обчислень в комп’ютерах, котрі могли б створювати в реконфігуровному середовищі на основі ПЛІС процесори для значно швидшого в порівнянні з універсальним комп’ютером виконання заданих алгоритмів. У другому розділі розроблено принципи структурної організації і функціонування засобів автоматизації конфігурування апаратних прискорювачів обчислень в комп’ютерах. Концепція побудови комп’ютерної системи, до складу якої входить апаратний прискорювач обчислень і засоби автоматизації його конфігурування, а також метод автоматичного конфігурування апаратних прискорювачів обчислень в комп’ютерах, запропоновані к.т.н., доцентом В.А. Мельником. Відповідно до цієї концепції, до складу комп’ютерної системи входить комп’ютер і підключене до нього реконфігуровне середовище на основі ПЛІС або інших типів інтегральних схем програмовної логіки, а також набір програмних засобів автоматизації конфігурування апаратних прискорювачів, що функціонують на базі комп’ютера, які автоматично виділяють такі фрагменти з комп’ютерної програми під час її компіляції, виконання яких в реконфігуровному середовищі прискорює роботу комп’ютера, створюють в цьому середовищі спеціалізовані процесори для виконання виділених фрагментів програми та організовують їх функціонування і взаємодію з комп’ютером. Метод автоматичного конфігурування апаратних прискорювачів можна представити чотирма послідовними кроками: 1) розділення комп'ютерної програми на програму універсального комп'ютера і програму прискорювача, 2) генерування програмної моделі спеціалізованого процесора для виконання програми прискорювача, 3) логічний синтез цього спеціалізованого процесора і отримання 7 файлів конфігурації ПЛІС, і 4) за командою ініціалізації виконання програми, завантаження отриманих файлів конфігурації до реконфігуровного середовища прискорювача. Таким чином, прискорювач реконфігурується автоматично відповідно до особливостей заданого комп’ютерною програмою обчислювального алгоритму на відміну від методу конфігурування користувачем, а процес конфігурування здійснюється не користувачем, а операційною системою комп’ютера. Для реалізації методу автоматичного конфігурування апаратних прискорювачів
в роботі розроблено структуру засобів автоматизації конфігурування апаратних |
Заказать выполнение авторской работы:
Поля, позначені * обов'язкові для заповнення:
