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集成电路未来发展与关键问题——第347期“双清论坛(青年)”学术综述

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中国科学：信息科学 2024年第1期54卷 1-15页

作者：陈云霁蔡一茂汪玉唐华何杰刘克郝跃中国科学院计算技术研究所北京100190 北京大学集成电路学院北京100871 清华大学电子工程系北京100084 国家自然科学基金委员会信息科学部北京100085 西安电子科技大学微电子学院西安710071

集成电路是信息时代重要的技术基础,也是国家战略竞争力的重要标志.在全球范围内,集成电路技术正处于快速变革与创新的新时期.面向集成电路未来发展,需要针对先进器件及集成工艺、模拟与混合电路、电路设计方法、新型计算架构等方面开... 详细信息

集成电路是信息时代重要的技术基础,也是国家战略竞争力的重要标志.在全球范围内,集成电路技术正处于快速变革与创新的新时期.面向集成电路未来发展,需要针对先进器件及集成工艺、模拟与混合电路、电路设计方法、新型计算架构等方面开展前沿研究,加强规划布局,完善创新系统,推动我国集成电路产业在未来发展中占得先机.基于第347期“双清论坛(青年)”,本文总结了我国集成电路科学研究及产业发展面临的国家重大需求,研判分析了集成电路领域国内外的发展态势和关键问题,展望了该领域重大的前沿发展趋势,探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略,以期助推我国集成电路技术高质量发展.

关键词：集成电路先进集成封装工艺模拟与射频电路电子设计自动化新型体系架构

Chip Learning:从芯片设计到芯片学习

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中国科学院院刊 2022年第1期37卷 15-23页

作者：陈云霁杜子东郭崎李威谭懿峻中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

芯片是现代信息社会的关键基础设施,未来人机物三元融合的智能万物互联时代将需要大量不同种类的专用体系结构芯片。然而,芯片设计本身代价很高,具有设计周期长、过程非常复杂、专业门槛高的特点。因此,智能万物互联时代芯片需求多和芯... 详细信息

芯片是现代信息社会的关键基础设施,未来人机物三元融合的智能万物互联时代将需要大量不同种类的专用体系结构芯片。然而,芯片设计本身代价很高,具有设计周期长、过程非常复杂、专业门槛高的特点。因此,智能万物互联时代芯片需求多和芯片设计代价高之间产生了巨大的矛盾。文章提出利用芯片学习(Chip Learning)来取代芯片设计以解决上述矛盾,即采用学习的方法来完成芯片从逻辑设计到物理设计的全流程。芯片学习的目标是通过学习使得芯片设计完全不需要专业知识和设计经验,可以在短时间、无人参与的情况下高效完成。

关键词：芯片设计人工智能芯片学习设计自动化

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于危机中育先机于变局中开新局——努力抢占处理器芯片领域科技制高点

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科学新闻 2023年第4期 52-53页

作者：陈云霁中国科学院计算技术研究所中国科学院处理器芯片全国重点实验室

今年是习近平总书记对中国科学院提出“四个率先”目标要求的第10年。10年间，中国科学院积极推进科研院所改革、调整优化科研布局，陆续产出了一大批重大原创成果、战略性技术与产品以及示范转化工程。10年后的今天，面对世界百年未有...

今年是习近平总书记对中国科学院提出“四个率先”目标要求的第10年。10年间，中国科学院积极推进科研院所改革、调整优化科研布局，陆续产出了一大批重大原创成果、战略性技术与产品以及示范转化工程。10年后的今天，面对世界百年未有之大变局加速演进，我国发展正经历着新的重要战略机遇期。为了实现2050年建成世界科技创新强国的战略目标，每一位科技工作者都应拼搏奋斗。

关键词：

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多核处理器片上网络trace压缩方法

高技术通讯 2011年第3期21卷 254-260页

作者：钱诚刘道福陈云霁中国科学院计算技术研究所微处理器技术研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049 中国科学技术大学少年班学院合肥230026

针对多核处理器的硅后调试和验证的困难，研究了克服这一困难的重要手段——对处理器片上网络（NOC）的trace信号的抓取。由于片上网络的trace数量庞大，为满足片上存储资源和trace实时导出带宽的限制，需要对trace进行压缩处理。和传... 详细信息

针对多核处理器的硅后调试和验证的困难，研究了克服这一困难的重要手段——对处理器片上网络（NOC）的trace信号的抓取。由于片上网络的trace数量庞大，为满足片上存储资源和trace实时导出带宽的限制，需要对trace进行压缩处理。和传统的单核或片上系统（SOC）平台不同，多核处理器的应用复杂，因而片上网络trace噪音大，分布复杂，用传统的trace压缩算法不易取得高的压缩率。针对上述特点，提出了一种多核处理器的片上网络trace的压缩方法。该方法对地址信息采用动态提取平稳数据块的方法进行分别压缩，对时间信息采用多粒度和Huffman编码结合来精确压缩，满足了多核处理器调试的需要。相比于传统的压缩算法，该方法更有针对性。多核通用处理器的片上网络trace的压缩实验表明，该方法的压缩率比已有方法高6倍。

关键词： trace 压缩片上网络(NOC) 多核处理器

基于自适应静态数据布局策略的深度学习张量程序自动生成框架

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高技术通讯 2023年第11期33卷 1160-1171页

作者：樊哲南子渊郝一帆杜子东陈云霁中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

如何确定静态数据布局是深度学习张量程序自动生成框架面临的重大挑战。Ansor作为目前应用最广泛、最具前景的此类框架,其根据预先指定的单一静态数据布局策略,训练性能预测模型,依据该模型搜索最佳性能的张量程序。但其存在单一策略非... 详细信息

如何确定静态数据布局是深度学习张量程序自动生成框架面临的重大挑战。Ansor作为目前应用最广泛、最具前景的此类框架,其根据预先指定的单一静态数据布局策略,训练性能预测模型,依据该模型搜索最佳性能的张量程序。但其存在单一策略非最优和性能预测模型不准确的问题。为此,本文提出基于自适应静态数据布局(AL)策略的深度学习张量程序自动生成框架AL-Ansor。AL-Ansor在搜索过程中自适应地选取多种静态数据布局策略,共同训练性能预测模型,从而搜索得到性能更高的张量程序。本文以32核Intel Xeon CPU为目标硬件平台,在多个卷积层上进行实验,结果表明,在同样的搜索次数下,相较于基于3种指定静态数据布局策略的Ansor,AL-Ansor生成的张量程序分别有13.81%、12.41%和16.59%的平均性能提升。

关键词：深度学习张量程序自动生成框架静态数据布局策略自适应策略性能预测模型

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关于科研工作坚持问题导向的思考

中国科学院院刊 2021年第6期36卷 698-702页

作者：陈云霁李威中国科学院计算技术研究所

过去几十年,中国科学院先后经历了任务导向和学科导向的科研体制,在多个领域为我国的科技发展作出了巨大贡献。面向新一轮科技革命和产业变革,党和国家对科研工作提出了新的发展思路,即科研工作中要坚持问题导向。文章针对"问题导向的科... 详细信息

过去几十年,中国科学院先后经历了任务导向和学科导向的科研体制,在多个领域为我国的科技发展作出了巨大贡献。面向新一轮科技革命和产业变革,党和国家对科研工作提出了新的发展思路,即科研工作中要坚持问题导向。文章针对"问题导向的科研"的具体内涵、管理方法等内容给出了自己的思考。

关键词：科研体制任务导向学科导向问题导向

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基于模型树的多核设计空间探索技术

计算机辅助设计与图形学学报 2012年第6期24卷 710-720页

作者：郭崎陈天石陈云霁中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京龙芯中科技术服务中心有限公司北京100190

处理器设计面临的重要挑战是如何在庞大的设计空间中高效地找到满足约束的设计结构,而预测模型方法是探索复杂设计空间的重要方法.为了提高预测模型的实用性,提出一种基于模型树的多核设计空间探索技术.首先对整个设计空间中部分设计结... 详细信息

处理器设计面临的重要挑战是如何在庞大的设计空间中高效地找到满足约束的设计结构,而预测模型方法是探索复杂设计空间的重要方法.为了提高预测模型的实用性,提出一种基于模型树的多核设计空间探索技术.首先对整个设计空间中部分设计结构进行采样模拟,然后通过模型树算法构建设计参数与处理器响应之间的预测模型,最后通过该模型预测出其他设计结构的响应以找到满足约束的最优设计.实验结果表明,与现有的基于支持向量机和人工神经网络的预测模型技术相比,针对性能预测,采用文中技术能够提高74.87%和38.87%的准确度;针对能耗预测,能够提高2.66%和16.82%的准确度.

关键词：设计空间探索多核处理器预测模型模型树

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基于确定性的处理器硅后调试系统

高技术通讯 2011年第2期21卷 196-202页

作者：苏孟豪高翔陈云霁中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100190 北京龙芯中科技术服务中心有限公司北京100190 中国科学院研究生院北京100039

针对处理器硅后调试芯片可观测性差的问题，提出了一个可将硅片错误在仿真器中重现的处理器硅后仿真调试系统。为使实际系统的行为确定化，提出了简单有效的确定性同步器（DSync）。通过将不同时钟域的时间确定地关联在一起，该同步器... 详细信息

针对处理器硅后调试芯片可观测性差的问题，提出了一个可将硅片错误在仿真器中重现的处理器硅后仿真调试系统。为使实际系统的行为确定化，提出了简单有效的确定性同步器（DSync）。通过将不同时钟域的时间确定地关联在一起，该同步器可消除由于跨时钟域信号传输而导致的不确定性。根据处理器验证的实际需要，提出基本系统的概念。通过控制验证软件在基本系统范围内运行，无需记录系统输入就可实现仿真调试。实验结果表明，所提出的DSync和处理器仿真调试系统功能正确，实现简便，硬件开销小。

关键词：处理器硅后调试确定性跨时钟域传输快照

二维Mesh结构的片上网络中利用全局信息的路由算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2014年第6期26卷 1007-1014页

作者：陆超陈云霁刘少礼中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190

针对目前片上网络自适应路由算法中存在的不足,对二维mesh结构进行分析和推导,提出一种基于全局信息的片上网络路由算法.首先计算路由关键区域各个节点的权重并将其存储在中央控制器中,然后由中央控制器计算各个节点的路由表,最后定时... 详细信息

针对目前片上网络自适应路由算法中存在的不足,对二维mesh结构进行分析和推导,提出一种基于全局信息的片上网络路由算法.首先计算路由关键区域各个节点的权重并将其存储在中央控制器中,然后由中央控制器计算各个节点的路由表,最后定时更新各个路由器节点的路由表.采用实际benchmark测试,并与传统的维序路由算法、贪心自适应算法相比的结果表明,该算法分别能平均减少32%,18%的延迟.

关键词：片上网络路由算法自适应路由全局信息