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Memory Efficient Two-Pass 3D FFT Algorithm for Intel~ Xeon Phi^(TM) Coprocessor

Journal of Computer Science & Technology 2014年第6期29卷 989-1002页

作者：刘益群李焱张云泉张先轶 Institute of Software Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Department of Computer Science and Technology Tsinghua University CCF ACM IEEE State Key Laboratory of Computer Architecture Institute of Computing TechnologyChinese Academy of Sciences

Equipped with 512-bit wide SIMD instructions and large numbers of computing cores,the emerging x86-based Intel Many Integrated Core(MIC) Architecture provides not only high floating-point performance,but also substantial off-chip memory bandwidth. The 3D FFT(three-dimensional fast Fourier transform) is a widely-studied algorithm; however,the conventional algorithm needs to traverse the data array three times. In each pass,it computes multiple 1D FFTs along one of three dimensions,giving rise to plenty of non-unit strided memory accesses. In this paper,we propose a two-pass 3D FFT algorithm,which mainly aims to reduce the amount of explicit data transfer between the memory and the on-chip cache.The main idea is to split one dimension into two sub-dimensions,and then combine the transform along each sub-dimension with one of the rest dimensions respectively. The difference in amount of TLB misses resulting from decomposition along different dimensions is analyzed in detail. Multi-level parallelism is leveraged on the many-core system for a high degree of parallelism and better data reuse of local cache. On top of this,a number of optimization techniques,such as memory padding,loop transformation and vectorization,are employed in our implementation to further enhance the performance.We evaluate the algorithm on the Intel Xeon PhiTMcoprocessor 7110 P,and achieve a maximum performance of 136 Gflops with 240 threads in offload mode,which beats the vendor-specific Intel MKL library by a factor of up to 2.22 X.

关键词： FFT算法协处理器英特尔 3D 内存快速傅立叶变换 TM 运算性能

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内存已满舍不得删,你是否患上了“数字囤积症”

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现代青年 2023年第4期 59-61页

作者：周春媚赵文娟陈月华不详

储存信息的目的是让生活更方便、更美好,每个人都可以选择适合自己的方式,在数字社会中过自己喜欢的生活。换了新手机,旧手机里的照片、视频、文档一个都不舍得删除,连聊天记录都恨不得全部迁移到新手机里;网上冲浪,看到有用的信息,总... 详细信息

储存信息的目的是让生活更方便、更美好,每个人都可以选择适合自己的方式,在数字社会中过自己喜欢的生活。换了新手机,旧手机里的照片、视频、文档一个都不舍得删除,连聊天记录都恨不得全部迁移到新手机里;网上冲浪,看到有用的信息,总是忍不住随手“码住”,收藏夹列表满满当当,却没有几个能被再次点开。我们在电脑、手机里储藏了大量文档、电子书、相片等,如果硬盘爆满,我们还会上传云空间。

关键词：网上冲浪聊天记录收藏夹储存信息电子书硬盘文档内存

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一种结合页分配和组调度的内存功耗优化方法

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软件学报 2014年第7期25卷 1403-1415页

作者：贾刚勇万健李曦蒋从锋代栋杭州电子科技大学计算机科学与技术系浙江杭州310018 复杂系统建模与仿真教育部重点实验室(杭州电子科技大学) 浙江杭州310018 中国科学技术大学计算机科学与技术系安徽合肥230027 Department of Computer Science and Technology Texas Tech Universitylubbocktx79409

多核系统中,内存子系统消耗大量的能耗并且比例还会继续增大.因此,解决内存的功耗问题成为系统功耗优化的关键.根据线程的内存地址空间和负载均衡策略将系统中的线程划分成不同的线程组,根据线程所属的组,给同一组内的线程分配相同内存r... 详细信息

多核系统中,内存子系统消耗大量的能耗并且比例还会继续增大.因此,解决内存的功耗问题成为系统功耗优化的关键.根据线程的内存地址空间和负载均衡策略将系统中的线程划分成不同的线程组,根据线程所属的组,给同一组内的线程分配相同内存rank中的物理页,然后,根据划分的线程组以组为单位进行调度.提出了结合页分配和组调度的内存功耗优化方法(CAS).CAS周期性地激活当前需要的内存rank,从而可以将暂时不使用的内存rank置为低功耗状态,同时延长低功耗内存rank的空闲时间.仿真实验结果显示:与其他同类方法相比,CAS方法能够平均降低10%的内存功耗,同时提高8%的性能.

关键词：内存页分配线程组调度功耗效率性能

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内存已满

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七彩语文 2023年第34期 40-41页

作者：左书娴连云港灌南县扬州路实验中学

“叮咚,您大脑的内存已满,是否需要清理?”一个陌生的声音在我耳边响起。我睁开眼,发现自己正身处一片漆黑之中。“这是哪儿?”我不解地问。“这是你大脑深处的核心部位,我是看管你记忆的使者。你的大脑内存已满,是否需要清理?”“我想... 详细信息

“叮咚,您大脑的内存已满,是否需要清理?”一个陌生的声音在我耳边响起。我睁开眼,发现自己正身处一片漆黑之中。“这是哪儿?”我不解地问。“这是你大脑深处的核心部位,我是看管你记忆的使者。你的大脑内存已满,是否需要清理?”“我想想……哎!”话还没说完,我的眼前便从天而降一块黑蓝色的大屏。屏幕的处理器开始飞速运转,随即,映入我眼帘的是昨天晚上我被妈妈斥责的场景。

关键词：核心部位内存大脑处理器清理

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内存文件系统综述

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计算机研究与发展 2015年第S2期52卷 9-17页

作者：张学成肖侬刘芳余松平高性能计算国家重点实验室(国防科学技术大学) 长沙410073 国防科学技术大学计算机学院长沙410073

随着处理器和存储器之间性能差距越来越大,特别是处理器和外存之间的巨大差距使得I/O瓶颈问题日益突出.利用内存来缓解I/O瓶颈的传统做法是在内存中设置磁盘文件cache(buffer cache),从而减少访问外存的次数.但数据爆炸式的增长对内存... 详细信息

随着处理器和存储器之间性能差距越来越大,特别是处理器和外存之间的巨大差距使得I/O瓶颈问题日益突出.利用内存来缓解I/O瓶颈的传统做法是在内存中设置磁盘文件cache(buffer cache),从而减少访问外存的次数.但数据爆炸式的增长对内存容量的需求越来越大,传统方法通过增加cache容量带来的效益反而会减少,而且在内外存之间频繁交换数据会产生较大的开销,因此在内存上直接建立内存文件系统的方法应运而生.此外,随着工业技术的进步,新型非易失性存储介质逐渐出现在人们的视野中,它可字节寻址和非易失的特性使得数据在内存级就可以持久化存储.由于文件系统总是和介质本身紧密相连的,分别讨论了基于易失性内存和非易失性内存的文件系统,阐述了它们各自的主要特点,如存储特性、访问方法、读写性能等方面,并通过比较发现内存文件系统在性能上比磁盘文件系统有巨大的提升,将是一种缓解I/O瓶颈更有效的途径.

关键词：文件系统内存易失性内存非易失性内存持久内存存储系统

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优化内存系统能效的DRAM架构研究综述

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高技术通讯 2018年第9期28卷 794-812页

作者：展旭升包云岗孙凝晖中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

介绍了不同层次优化内存系统能效研究的现状,对通过修改动态随机存取存储器(DRAM)架构优化内存系统能效的研究进行了详细论述。概述了通过修改内存控制器和操作系统实现的高能效DRAM系统的研究。着重介绍了通过修改DRAM架构实现内存系... 详细信息

介绍了不同层次优化内存系统能效研究的现状,对通过修改动态随机存取存储器(DRAM)架构优化内存系统能效的研究进行了详细论述。概述了通过修改内存控制器和操作系统实现的高能效DRAM系统的研究。着重介绍了通过修改DRAM架构实现内存系统能效优化的研究,并将这些研究分为"低延迟的DRAM架构"和"低功耗的DRAM架构"两大类进行介绍,其中低延迟架构的研究包括优化关键操作、降低平均访存延迟以及提升请求并发度等3个方面;低功耗的架构研究包括细粒度激活、低功耗与低频率芯片、优化写操作、优化刷新操作以及多粒度访存等5个方面。最后给出了关于修改DRAM架构实现内存能效优化的总结和展望。

关键词：内存动态随机存取存储器(DRAM) 内存控制器架构能效低延迟低功耗

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内存

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微型计算机 2005年第C期25卷 52-59页

作者： DuDuiam Nutmao

但凡有些电脑DIY常识的玩家都知识，内存是影响电脑性能的关键配件，在游戏画面是否流畅、视频压缩是否高效以及可否同时打开多个系统窗口等常见问题中，内存都扮演着极其重要的角色。

关键词：内存电脑性能游戏画面视频压缩 DIY 窗口

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SOC快速内存检查点的研究与实现

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北京交通大学学报 2015年第3期39卷 109-113,121页

作者：袁小龙蔡翔宋莉莉北京交通大学电子信息工程学院北京100044 广东省普及型高性能计算机重点实验室广东深圳518000 深圳市服务计算与应用重点实验室广东深圳518000 中国科学院计算技术研究所北京100190

随着系统芯片SOC设计技术的普遍应用,对应的可靠性问题逐渐成为关注的焦点.提出一种应用在SOC设计上的内存检查点技术,通过硬件逻辑将内存中的数据备份到非易失存储介质中,系统恢复时将数据从存储介质取出,重新拷贝到内存,避免内存中的... 详细信息

随着系统芯片SOC设计技术的普遍应用,对应的可靠性问题逐渐成为关注的焦点.提出一种应用在SOC设计上的内存检查点技术,通过硬件逻辑将内存中的数据备份到非易失存储介质中,系统恢复时将数据从存储介质取出,重新拷贝到内存,避免内存中的数据丢失;同时给出外部存储器到RAM的程序代码拷贝设计,显著提高了内存检查点保存的速度.在断电等突发情况下,可以有效地保护内存中的数据,具有很好的通用性,占用资源较少,可以广泛应用于实时系统的容错机制中.

关键词：片上系统内存检查点非易失性存储

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基于负载预测的容器内存弹性伸缩机制的设计与实现

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作者：马青山北京邮电大学

学位级别：硕士

随着人工智能、大数据业务的兴起,云计算平台的底层支撑作用变得愈加重要。在云平台中,以Docker代表的容器技术,凭借其轻量化、便捷性等特点,得到广泛应用。资源的合理分配是保证容器服务质量和控制设施成本的关键,而在数据分析时代内... 详细信息

随着人工智能、大数据业务的兴起,云计算平台的底层支撑作用变得愈加重要。在云平台中,以Docker代表的容器技术,凭借其轻量化、便捷性等特点,得到广泛应用。资源的合理分配是保证容器服务质量和控制设施成本的关键,而在数据分析时代内存资源尤为重要。面对复杂多变的云业务需求,如何保证容器服务在拥有良好性能表现的同时,尽可能地节省内存计算资源,是值得关注和研究的问题。那么,根据容器服务当前的内存需求量进行资源动态伸缩是实现资源有效利用、避免浪费的重要方法。资源动态伸缩主要分为水平伸缩和垂直伸缩两种方向,水平伸缩通过调整计算节点数量来达到弹性伸缩效果,但在一些单次响应时间较长的大数据任务中,或单个实例节点无法被复制和分解的情况下,并不能发挥很好作用。而垂直伸缩则是调整单个计算节点的资源配额来实现弹性伸缩效果,细化了弹性粒度,深层次优化资源分配结构。目前垂直弹性伸缩主要使用基于阈值的反应式伸缩方式和固定大小的伸缩单元,存在滞后性和准确性差等问题,针对以上问题,本文进行优化改进,最终设计并实现一种基于负载预测的容器内存垂直弹性伸缩机制,论文主要工作如下:(1)提出基于内存资源和服务性能结合的混合预测算法,根据历史时间序列的服务质量监控数据和当下容器资源使用状况,预测下一时段的内存资源需求量和计划缩放的资源大小,提前做出主动式垂直伸缩,解决伸缩滞后性问题。使用垃圾回收时长作为服务性能的衡量指标,解决大型作业在伸缩过程中的服务质量检测问题。使用强化学习算法优化弹性系数,使预测模型可以适应不同的弹性需求,在陌生环境中做出最优决策。(2)提出基于阈值判断的动态伸缩间隔策略,当内存压力达到阈值并持续一定时间后无需等到默认的弹性时间立即执行弹性操作,灵活控制弹性频率,避免负载突然增加但弹性伸缩不及时导致服务质量变差。提出对预测低估的填充策略,根据时间窗口内存消耗突发情况,动态填充份额,避免内存使用量无法超过限定额度而影响服务质量。(3)完成容器垂直伸缩机制的总体设计,完成资源监控模块、负载预测模块和弹性伸缩模块的具体实现。对伸缩机制进行测试分析,实验结果表明,容器弹性伸缩机制可很好完成资源监控功能并根据监控数据实现内存垂直弹性伸缩,在保证容器服务质量不受影响同时,有效降低内存资源浪费。

关键词：云计算 Docker容器内存垂直弹性负载预测

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新款Kingston FURY叛逆者内存实战测试

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微型计算机 2023年第3期 56-58页

作者：马宇川(文/图) 不详

随着英特尔第13代酷睿处理器、AMD Zen 4处理器的快速普及,处理器支持高频内存的能力越来越强,虽然这些新处理器的标称内存支持频率大多只有DDR55200MT/s或DDR55600MT/s,但在实际使用中,它们其实都能轻松支持DDR56000MT/s甚至更高频率... 详细信息

随着英特尔第13代酷睿处理器、AMD Zen 4处理器的快速普及,处理器支持高频内存的能力越来越强,虽然这些新处理器的标称内存支持频率大多只有DDR55200MT/s或DDR55600MT/s,但在实际使用中,它们其实都能轻松支持DDR56000MT/s甚至更高频率的内存。因此为了让新一代处理器能释放出100%的性能,内存厂商金士顿旗下品牌Kingston FURY特别在近期推出了Kingston FURY叛逆者Renegade DDR56400MT/s内存。

关键词：金士顿 DDR 酷睿英特尔 AMD 内存叛逆者处理器

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