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神威超级计算机运行时故障定位方法

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 86-97页

作者：高剑刚郑岩于康彭达佳李宏亮刘勇何王全陈德训王飞国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 江南计算技术研究所江苏无锡214083

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障... 详细信息

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障与异常、软件程序的错误等都会导致用户大规模并行应用的错误、挂死与退出.如何快速准确定位错误现场,让管理员或用户以此为基础查看异常发生的故障进行高精度、高效率的诊断,是维护高性能计算系统可靠性的重要基础.高性能计算机传统的故障定位主要通过硬件异常跟踪、系统日志分析和程序主动探测等方法,缺乏对无日志信息、无明显故障现象的程序挂死问题的定位手段,并且技术的扩展性也面临挑战.针对“新一代神威超级计算机”体系结构和SW26010-Pro众核处理器特点,提出一种运行时故障定位方法,包括基于消息传递的故障关联分析、基于全局聚合信息的在线综合分析诊断、面向申威众核处理器的异常线程过滤方法等关键技术,阐述了如何有效检测、收集、处理大量系统资源和并行进程的异常信息问题,为应对未来超大规模高性能计算中故障高效定位难题提供有效支撑.

关键词： E级计算机可靠性错误定位运行时众核处理器

构建与方法学对称的问题学——以计算机学科为例

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中国科学院院刊 2024年第7期 1264-1275页

作者：刘宇航张云泉中国科学院计算技术研究所

建制化科学研究在鼓励自由探索的同时，强调研究活动的组织性、协同性。因此，如何克服科学研究过程中的分散重复，是一个亟待解决的问题。文章以计算机学科为例，为了将问题导向落到实处，提出构建与方法学对称的问题学。科学技术成果... 详细信息

建制化科学研究在鼓励自由探索的同时，强调研究活动的组织性、协同性。因此，如何克服科学研究过程中的分散重复，是一个亟待解决的问题。文章以计算机学科为例，为了将问题导向落到实处，提出构建与方法学对称的问题学。科学技术成果的重要表现形式是方法学，与之对称，科学研究共同体需要问题学。问题谱系是问题学的核心组成部分，代表着科学研究共同体对问题的认识水平。以问题为媒介，贯通、衔接、集聚产学研用各环节，提高建制化科学研究的质量和效率。

关键词：科学技术问题问题导向系统工程问题谱系问题学

面向广义Chiplet的高速BGA与PCB传输结构设计

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计算机工程与科学 2024年第6期46卷 977-983页

作者：陈天宇李川王彦辉江南计算技术研究所江苏无锡214083

从广义Chiplet互连设计出发,重点研究BGA区域孔串扰分析方法和优化措施。提出以单元阵列孔建模计算作为全芯片BGA区域孔串扰评估方式,进一步根据不同布线层互连分析需求构建了多层扇出的孔建模平台。单元阵列孔建模分析结果和多层扇出... 详细信息

从广义Chiplet互连设计出发,重点研究BGA区域孔串扰分析方法和优化措施。提出以单元阵列孔建模计算作为全芯片BGA区域孔串扰评估方式,进一步根据不同布线层互连分析需求构建了多层扇出的孔建模平台。单元阵列孔建模分析结果和多层扇出孔阵建模分析结果相互印证,说明以单元阵列作为串扰评估最小单元是准确的,多层扇出孔阵建模方式是高效可行的。采用多层扇出孔阵建模平台对2种BGA封装管脚对应的PCB孔串扰进行了对比分析。结果显示,在封装管脚设计时,提高邻近信号孔间距与邻近信号孔地孔间距比例比增加地孔数量和管脚间距更能有效地抑制串扰。

关键词：单元阵列球栅阵列管脚分配孔信号完整性串扰

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智能化科研(AI4R):第五科研范式

中国科学院院刊 2024年第1期39卷 1-9页

作者：李国杰中国科学院计算技术研究所北京100190

文章将“智能化科研”(AI4R)称为第五科研范式,概括它的一系列特征包括:(1)人工智能(AI)全面融入科学、技术和工程研究,知识自动化,科研全过程的智能化;(2)人机智能融合,机器涌现的智能成为科研的组成部分;(3)有效应对计算复杂性非常高... 详细信息

文章将“智能化科研”(AI4R)称为第五科研范式,概括它的一系列特征包括:(1)人工智能(AI)全面融入科学、技术和工程研究,知识自动化,科研全过程的智能化;(2)人机智能融合,机器涌现的智能成为科研的组成部分;(3)有效应对计算复杂性非常高的组合爆炸问题;(4)面向非确定性问题,概率统计模型在科研中发挥更大的作用;(5)跨学科合作成为主流科研方式,实现前4种科研范式的融合;(6)科研更加依靠以大模型为特征的科研大平台等。文章指出科研的智能化是一场科技上的革命,它带来的机遇和挑战将深刻影响中国科技发展的前途,呼吁各行业的科学家本身实现智能化转型。

关键词：智能化科研涌现组合爆炸问题非确定计算大科学模型科研大平台

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虚拟化C-RAN中的计算资源及其负载分配

计算机工程 2024年

作者：任晓龙方金云中国科学院计算技术研究所

本文针对基于云的无线接入网中的虚拟化资源计算和负载分配进行了研究；首先，在基于云的无线接入网架构基础上，提出了作为其虚拟化演进的系统模型，以捕捉关于计算资源使用的所有影响因素。这种系统模型包括用户和流量模型、无线网络... 详细信息

本文针对基于云的无线接入网中的虚拟化资源计算和负载分配进行了研究；首先，在基于云的无线接入网架构基础上，提出了作为其虚拟化演进的系统模型，以捕捉关于计算资源使用的所有影响因素。这种系统模型包括用户和流量模型、无线网络模型和计算资源使用模型，以及过载预防机制；其次，提出了2种先进的启发式分配方法来分配用户处理作业(UP)给计算单元-基带单元(BBU)，即只在各个用户终端到达系统时才将UP分配给BBU。并研究了空间用户分布对所利用的虚拟计算资源的影响；最后，通过池化处理资源，不仅可以实现长期的负载均衡，还可以适应由于流量变化和调度效应造成的短期负载波动；基于系统级的仿真结果表明，在考虑平均处理负载的情况下，本文提出的先进启发式分配方法的过载性能和用户体验明显优于经典的启发式静态分配和启发式随机分配方法，即使在对用户体验有一定影响的情况下，提出的先进启发式方法也可节省57%的计算资源。

关键词：云无线接入网虚拟化计算资源流量模型基带单元启发式分配过载预防机制准入控制丢弃率

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二进制翻译技术综述

软件学报 2024年第6期35卷 2687-2723页

作者：谢汶兵田雪漆锋滨武成岗王俊罗巧玲无锡先进技术研究院江苏无锡214083 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制... 详细信息

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制翻译作为一种直接从二进制层面迁移可执行代码技术,支持跨平台软件兼容运行,既扩大了软件生态群,又有效降低了应用程序与硬件之间的耦合度.近年来,二进制翻译技术研究取得了较大进展.为总结现有成果并分析存在的不足,首先介绍二进制翻译技术的分类以及典型的二进制翻译系统,之后从指令翻译方法、关键问题研究、优化技术等方面分别进行分析总结,接着阐述二进制翻译技术的核心应用领域,最后对二进制翻译技术的潜在研究方向进行展望.

关键词：二进制翻译翻译效率等价变换软件迁移多融合优化

2023年精确制导武器指挥控制技术发展综述

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战术导弹技术 2024年第2期 9-16,35页

作者：刘津鸣王韵天津津航计算技术研究所天津300300

为研究信息化、智能化作战背景下指挥控制概念及相关支持技术应用及发展,重点梳理了2023年美国联合全域指挥与控制(JADC2)概念以及俄罗斯和乌克兰指挥控制体系的发展情况,分析了近地轨道卫星、5G技术、“零信任”网络安全技术、云技术... 详细信息

为研究信息化、智能化作战背景下指挥控制概念及相关支持技术应用及发展,重点梳理了2023年美国联合全域指挥与控制(JADC2)概念以及俄罗斯和乌克兰指挥控制体系的发展情况,分析了近地轨道卫星、5G技术、“零信任”网络安全技术、云技术、人工智能技术及实况-虚拟-构建仿真技术在指挥控制系统中的应用。分析指出,随着颠覆性技术在指挥控制系统中的应用不断深入,未来指挥控制体系将进一步向分布式作战、多域融合、智能决策、敏捷边缘方向发展。

关键词：联合全域指挥与控制近地轨道卫星 5G技术零信任云技术人工智能技术实况-虚拟-构建仿真技术

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智能时代呼唤新的科研方法

科技导报 2024年第10期42卷 40-45页

作者：李国杰中国科学院计算技术研究所北京100190

智能化科研(AI4R)是科研方法的重大变革。提出科技界不仅要关注科学智能(AI for Science,AI4S),更要重视技术智能(AI for Technology,AI4T);不仅要关注大语言模型(LLM),更要重视大科学模型(LSM)。同时提出,人工智能的突破主要不是靠大算... 详细信息

智能化科研(AI4R)是科研方法的重大变革。提出科技界不仅要关注科学智能(AI for Science,AI4S),更要重视技术智能(AI for Technology,AI4T);不仅要关注大语言模型(LLM),更要重视大科学模型(LSM)。同时提出,人工智能的突破主要不是靠大算力,而是计算模型的转变,中国应当争取在基础模型上做出颠覆性的创新;智能化科研适合做复杂问题的组合搜索,神经网络模型也许已接近能处理困难问题的复杂度阈值点;智能化科研的一种趋势是放弃绝对性,拥抱不确定性,一定时期内要适当容忍“黑盒模型”。

关键词：科研方法智能化科研大科学模型复杂性阈值不确定性黑盒模型

高精度音频Sigma-Delta调制器综述

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1874-1887页

作者：孙奥运温培旭邵淮先王桉楠鲁毅章飚曾永红张章合肥工业大学微电子学院合肥230601 天津津航计算技术研究所天津300308

Sigma-Delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC)基于过采样和噪声整形技术,可实现高分辨率,具有无源器件匹配性要求低、结构简单等特点。在高精度音频领域,Σ-ΔADC能够实现高动态范围和良好的功率效率得到了广泛的关注和应用。近年来,依托先进工... 详细信息

Sigma-Delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC)基于过采样和噪声整形技术,可实现高分辨率,具有无源器件匹配性要求低、结构简单等特点。在高精度音频领域,Σ-ΔADC能够实现高动态范围和良好的功率效率得到了广泛的关注和应用。近年来,依托先进工艺、先进技术进行低功耗高精度的音频ADC的设计已经成为新的研究热点。然而随着工艺技术向低节点的持续发展、电源电压的不断降低,使得Σ-ΔADC的电路设计更具挑战性。该文对高精度音频Sigma-Delta调制器的离散型设计、连续型设计的研究现状进行综述,为高精度音频Sigma-Delta调制器设计提供理论支撑,并给出研究前景展望。

关键词： Sigma-Delta(Σ-Δ)调制器高精度音频