检索结果-南通市图书馆

基于arm架构的边缘计算服务器关键平台研究

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计算机科学 2024年第S1期51卷 734-741页

作者：刘东王瑞锦赵彦钧马朝阳袁昊男电子科技大学计算机科学与工程学院成都611731 四川华鲲振宇智能科技有限责任公司成都610095 电子科技大学信息与软件工程学院成都610054

针对现有边缘计算基础网关服务器既不具备安全、稳定、可靠与通用性强等特点,又无法支持边缘计算场景的计算任务等问题,文中首次在基于arm架构的鲲鹏920芯片的长虹天宫边缘计算服务器TG225B1上,设计并实现了适用于边缘计算场景的iBMC软... 详细信息

针对现有边缘计算基础网关服务器既不具备安全、稳定、可靠与通用性强等特点,又无法支持边缘计算场景的计算任务等问题,文中首次在基于arm架构的鲲鹏920芯片的长虹天宫边缘计算服务器TG225B1上,设计并实现了适用于边缘计算场景的iBMC软硬件架构。该架构采用arm国产化硬件底座,支持边缘网关硬件管理,实现工控多协议的自适应交互框架。对符合性、功能、性能、易用性、维护性、可靠性、兼容性等指标进行测试,表明iBMC架构能较好满足边缘计算服务器的需求。

关键词：边缘计算服务器 arm架构 BMC iBMC

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arm架构云服务器的CPU功耗模型研究

计算机科学 2022年第10期49卷 59-65页

作者：金育妍余天豪王松波林伟伟潘宇聪华南理工大学计算机科学与工程学院广州510641 广东省高性能计算重点实验室广州510033 鹏程实验室广东深圳518066

云服务器的功耗模型是云数据中心能耗优化研究的重要内容之一。CPU功耗模型是云服务器功耗模型的重要组成部分,然而现有CPU功耗模型没有考虑CPU的异构性,如缺乏对arm架构服务器CPU功耗模型的研究。在调研分析现有的arm架构CPU功耗模型... 详细信息

云服务器的功耗模型是云数据中心能耗优化研究的重要内容之一。CPU功耗模型是云服务器功耗模型的重要组成部分,然而现有CPU功耗模型没有考虑CPU的异构性,如缺乏对arm架构服务器CPU功耗模型的研究。在调研分析现有的arm架构CPU功耗模型的基础上,提出了一种面向arm架构的新CPU功耗模型——基于混合建模的CPU功耗模型(Hybrid Based Model, HBM)。该功耗模型综合考虑了CPU利用率和CPU性能事件等建模特征,相比现有的测算精度很高的基于性能计数器的CPU功耗模型,HBM的测算精度与其相近且模型训练成本更低,更适合arm服务器的CPU功耗建模。文中使用Sysbench负载工具对所提HBM进行实验验证,实验结果表明,HBM的平均相对误差(MRE)在1%以内,具有良好的测算精度。此外,还针对x86和arm架构服务器进行了交叉实验,实验结果表明不同架构服务器的CPU功耗行为相异,应当使用不同的CPU功耗建模方法。

关键词：能耗优化功耗模型 CPU异构性 arm架构

LAPACK一般带状矩阵线性方程组求解例程在arm架构下的性能与优化研究

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LAPACK一般带状矩阵线性方程组求解例程在ARM架构下的性能与优化...

作者：汪语嫣兰州大学

学位级别：硕士

随着科学工程计算领域的计算复杂度不断提高,各类应用对计算模拟精度和时效性要求越来越高,线性代数库LAPACK作为众多高性能计算应用的底层计算支撑库,能够有效地解决大量的数值计算问题,提高计算效率。近年来,由于其低功耗高性能的优势... 详细信息

随着科学工程计算领域的计算复杂度不断提高,各类应用对计算模拟精度和时效性要求越来越高,线性代数库LAPACK作为众多高性能计算应用的底层计算支撑库,能够有效地解决大量的数值计算问题,提高计算效率。近年来,由于其低功耗高性能的优势,arm已经逐渐成为当今HPC(High Performance Computing,高性能计算)领域的另一主流架构,越来越多高性能计算领域的应用以及基础环境都逐渐向arm架构迁移。而LAPACK作为HPC应用中重要的计算性能库在应用迁移中对程序最终的性能发挥着重要的作用。LAPACK中涉及很多矩阵运算,其中带状矩阵作为重要的稀疏矩阵之一,在图像处理、数值分析、计算化学等领域及工程技术的计算模拟中不可或缺。加速该类矩阵执行的操作,可以有效地减少计算时间并简化计算复杂性。目前对LAPACK在arm架构下的性能优化研究较少,尤其对一般带状矩阵线性方程组求解例程的相关研究和优化更为匮乏。基于这一现状,本文通过不同的优化方法探索LAPACK一般带状矩阵线性方程组求解例程在arm架构下的性能。首先,本文对比X86架构与arm架构下LAPACK带状矩阵例程的性能,结合Intel VTune和Perf性能分析工具,分析出LAPACK中关于带状矩阵的GBSV例程调用GBTRF分解例程、GBTRS求解例程执行计算以及相关例程的运行热点例程。其次,对这些不同例程采用了语法优化、循环展开与交换、循环外提三种代码级优化,Open MP和MPI并行计算框架优化,以及Cent OS和open Euler操作系统、编译选项、开源BLAS和鲲鹏数学库中的KML＿BLAS库等编译环境优化。最后,为了评估不同规模的矩阵例程优化前后的性能差异,将优化后的例程应用于高性能计算应用CP2K,验证优化后的LAPACK一般带状矩阵线性方程组求解例程带来的计算性能提升。本文的实验结果表明,优化后的LAPACK一般带状矩阵线性求解例程在arm架构下的性能被大幅度提升。相比优化前,优化后的例程计算时长明显缩短,在实数类型中,单精度计算时长平均缩短89.6%,获得的平均加速比为9.71,双精度计算时长平均缩短85.8%,平均加速比为7.1。在复数类型中,单精度计算时长平均缩短91.5%,平均加速比为11.87,双精度计算时长平均缩短85.8%,获得的平均加速比为7.15。将优化后的例程应用于CP2K,对512个水分子案例计算时长缩短了78.2%,达到4.57的加速比,且不同测试案例均能缩短计算时长。本文对LAPACK一般带状矩阵线性方程组求解例程在arm架构下的性能变化进行分析,采用不同层级的例程优化方案,并验证了例程性能变化,为LAPACK例程进一步优化提供了参考。

关键词： arm架构 LAPACK 一般带状矩阵线性方程组性能优化

LHAASO模拟作业从X86到arm计算集群的移植

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数据与计算发展前沿 2024年第3期6卷 83-91页

作者：程垚松毕玉江郭超奇闫晓飞中国科学院高能物理研究所计算中心北京100049 中国科学院高能物理研究所天府宇宙线研究中心四川成都610041

【目的】随着高能物理实验的推进与先进探测器的研发,产生的科学大数据显著增加,通过对这些数据的分析和模拟,可以发现宇宙运行规律并进一步探索宇宙的起源。【应用背景】科学数据的爆炸式增长对计算资源的规模和性能提出了更多的需求... 详细信息

【目的】随着高能物理实验的推进与先进探测器的研发,产生的科学大数据显著增加,通过对这些数据的分析和模拟,可以发现宇宙运行规律并进一步探索宇宙的起源。【应用背景】科学数据的爆炸式增长对计算资源的规模和性能提出了更多的需求。例如,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)自2020年实验开始运行以来,其宇宙线事例模拟作业一直在Intel X86集群上运行,但由于CPU资源有限,仅生产了第一阶段计划数据的一部分。【方法】基于对计算资源的需求和国际局势的变化,利用中国广东省东莞市的arm架构计算集群,探索了异构计算服务设备在高能物理领域的应用。【结果】本文构建了一个完整的支持高能物理离线数据处理的应用程序生态环境。将基于平方公里阵列(KM2A)、水切伦科夫探测器阵列(WCDA)和广角切伦科夫望远镜阵列(WFCTA)实验的离线软件移植到arm机器上运行,制定跨异地站点和异构计算集群的数据传输和作业调度策略,并评估了模拟作业在Intel X86和arm集群中的性能和功耗差异。【结论】该环境中,移植的LHAASO模拟作业在arm计算集群可以正确运行;虽然基于Intel X86架构的CPU单核性能优于arm CPU,但是对于多核架构的整个服务器来说,arm服务器性能更好。

关键词：科学大数据数据处理异构计算 arm架构

基于Linux与arm架构的嵌入式智能家居系统

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软件 2022年第5期43卷 125-127页

作者：郭诗霖江业峰侯俊博魏英楠辽宁科技大学辽宁鞍山114051

随着经济与科技的进步,网络进入了千家万户,智能家居市场水涨船高,文章介绍了嵌入式智能家居控制系统的架构,再从硬件设备与软件设计两个方面出发详细地介绍了该智能家居控制系统。

关键词：嵌入式 Linux arm架构智能家居

基于arm架构的均衡计算型服务器数据存储系统

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自动化应用 2023年第8期64卷 210-212,217页

作者：沈桂泉沈伍强张金波崔磊张小陆广东电网有限责任公司广东广州510000

由于传统均衡计算型服务器数据存储系统读写性能差,访存数量大,本文研究了基于arm架构的均衡计算型服务器数据存储系统。在硬件设计方面,以arm的虚拟存储系统架构为基础,调节电平复位电路,对硬件进行复位处理,通过控制线向模块完成数据... 详细信息

由于传统均衡计算型服务器数据存储系统读写性能差,访存数量大,本文研究了基于arm架构的均衡计算型服务器数据存储系统。在硬件设计方面,以arm的虚拟存储系统架构为基础,调节电平复位电路,对硬件进行复位处理,通过控制线向模块完成数据读写。在软件设计方面,对数据集中存储数据进行格式转换,分区处理节点数据使得加载负载均衡;采用双备份并行存储设计,通过核心控制单元操作使得储存的数据保持一致,从而实现优化数据存储。实验测试了副本模式下的读写性能,显示结果合理;还测试了访问存储数量,发现均衡存储系统的访存数量最少,能够提升存储系统性能,实现高效存储。

关键词： arm架构均衡计算数据存储系统设计

基于arm架构国产化私有云的大数据平台适配性研究

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无线互联科技 2022年第14期19卷 31-33页

作者：严爱民党龙杨乘胜华电陕西能源有限公司陕西西安710016 南京华盾电力信息安全测评有限公司江苏南京210000

构建安全可控的信息技术体系是网信领域的一项重大任务,国家大力推动信息技术应用创新产业发展。目前,核心芯片、基础硬件、操作系统等国产化替代产品已由研发逐步转入产业化发展阶段,并搭建大数据平台开展数据分析、挖掘数据资产价值... 详细信息

构建安全可控的信息技术体系是网信领域的一项重大任务,国家大力推动信息技术应用创新产业发展。目前,核心芯片、基础硬件、操作系统等国产化替代产品已由研发逐步转入产业化发展阶段,并搭建大数据平台开展数据分析、挖掘数据资产价值。为实现大数据平台与国产化私有云平台的深度融合,文章开展基于arm架构国产化私有云平台的大数据平台适配性研究。实验验证了大数据平台国产化迁移的可行性,在同等配置下基于arm架构国产化私有云的大数据平台性能接近x86服务器,能够满足实际应用中对海量数据的处理需求,为大数据平台的国产化建设提供借鉴。

关键词： arm架构国产化私有云大数据平台

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国产arm架构芯片的多核启动方法研究

单片机与嵌入式系统应用 2022年第12期22卷 12-15,27页

作者：葛文博柴小丽张淡墨中国电子科技集团公司第三十二研究所上海201808

简述在arm架构多核处理器上部署嵌入式操作系统的过程,并介绍一种主核优先启动并通过arm异常产生指令SMC唤起从核的主从核唤起的多核启动方法。实验选用FT 2000+处理器作为目标板,通过网络加载方式载入Re-Works多核嵌入式操作系统镜像,... 详细信息

简述在arm架构多核处理器上部署嵌入式操作系统的过程,并介绍一种主核优先启动并通过arm异常产生指令SMC唤起从核的主从核唤起的多核启动方法。实验选用FT 2000+处理器作为目标板,通过网络加载方式载入Re-Works多核嵌入式操作系统镜像,实现多核操作系统的配置,使系统运行至用户应用入口函数中。最后通过执行测试函数与任务显示指令确认各核状态,对该多核启动方法进行验证。

关键词：多核启动 FT 2000+ arm架构 ReWorks多核嵌入式操作系统

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基于鲲鹏处理器的WRF移植与评估

数据与计算发展前沿 2024年第3期6卷 150-161页

作者：陈晔峰晏臣陈锋安卫士何明扬浙江省气象信息网络中心浙江杭州310017 华为技术有限公司浙江杭州310051 浙江省气象科学研究所浙江杭州310008

【目的】开展WRF模式在鲲鹏处理平台上的应用评估,为国产芯片在气象行业开展广泛应用提供参考。【应用背景】近年来气象数值预报技术不断发展,超级计算机成为气象发展的主要支撑,研究国产芯片对气象信息化支撑技术,有助于促进国产芯片... 详细信息

【目的】开展WRF模式在鲲鹏处理平台上的应用评估,为国产芯片在气象行业开展广泛应用提供参考。【应用背景】近年来气象数值预报技术不断发展,超级计算机成为气象发展的主要支撑,研究国产芯片对气象信息化支撑技术,有助于促进国产芯片在气象行业的广泛应用。【方法】基于arm架构的鲲鹏920处理器从STREAM、HPL、HPCG 3个方面进行基准测试,以气象行业典型应用WRF为例,展示鲲鹏处理器在模式移植、计算效率和扩展性方面的良好性能。【结果】从测试结果来看,鲲鹏处理器表现出优秀的访存带宽、浮点计算性能以及高扩展性;鲲鹏处理器的移植过程较为简单,应用性能满足气象行业的时效性与扩展性要求,预报结果能做到与气象现有平台保持一致。【结论】鲲鹏处理器具备在气象行业广泛应用的基础。

关键词：高性能计算 arm架构鲲鹏920 WRF应用性能评估