高性能处理器体系结构可重构计算和多型计算.ppt

* * Hardware Organization: SLAAC System * * Software Systems * * SLAAC Runtime System Goals Make network transparent Support heterogeneous systems Support dynamic task allocation Support system scaling * * DISC-PAS: 973 project in ICT and USTC DISC-PAS: A SoC (Supercomputing on a Chip) system on Reconfigurable Platforms，next generation General-purpose processors DISC(Distributed Instruction Stream Computer) ISA C.p. CISC(Complicated Instruction Set Computer) RISC(Reduced Instruction Set Computer) PAS(Polymorphous Adaptive and Scalable) Processors P（ Polymorphous ） ILP，TLP，MLP，DLP A（ Adaptive ） Implemented via Reconfigurable and Polymorphous Computing Architecture Technology S（ Scalable ） System feature * * 下一代通用处理器体系结构主流面貌：概念 2003年：计算所基础研究基金项目 称为可扩展自适应多型处理器（Scalable Adaptive Polymorphous Processors, 简称SAPP）芯片体系结构 2005年：973项目 称为DISC-PAS芯片体系结构 特征：多型 + 多核 +分布共享存储+ 资源配置可重构 关键支撑技术 Microarchitecture Multithreading and microprocessor,Vector Innovative on-chip memory Communication and synchronization Reconfigurable and Polymorphous Computing ISA and Compiler Parallel programming Virtual Machine * * 下一代通用处理器体系结构主流面貌：概念 P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M P P M M 向量处理（DLP） GUI（ILP） 网络处理 （TLP） 可重构（冗余） 资源 字处理（ILP） 流水处理（ILP） * * 下一代通用处理器体系结构主流面貌：特征 多型性（适应广泛的应用类型）：P（ Polymorphous ） ILP，TLP，MLP，DLP 自适应性（底层硬件粗粒度可重构）：A（ Adaptive ） 可编译的结构，有效地匹配结构资源和应用特征，提高资源的利用率 多个处理器内核模块的集合：需要什么样的内核？ RISC,VLIW, DSP，ASIC，ASIP，图形芯片？ 大量的片上局部存储器：需要什么样的局部存储器？ 互联和I/O：优化何种并行性？如何平衡结构资源？ 处理器边： DLP（加速多媒体）,TLP（加速OLTP）,ILP（加速控制流） 存储器边：部分局部存储器，一组局部存储器 可扩展性（模块化/分布化设计）：S（ Scalable ） 克服线延迟问题 易于实现分布的时钟控制 低功耗 减少设计/验证/测试时间 * * 下一代通用处理器体系结构主流面貌：期望 性能 结构资源（计算，存储和通信）有效地匹配应用特征 单芯片性能可扩展性能与目前的专用设计媲美 ILP10倍？ TLP/DLP：线性加速比 万亿次级芯片 可编程性 适应所有重要的应用 易于使用和编译：在高级语言级写代码，由编译器自动并行化 设计实现的成本和复杂性 由简单设计（大量复制相同的简单结构）构成复杂设计 一次设计，多个实现 功率 最小化无用功 功率均匀分布 可靠性 冗余设计，提高可靠性 * * Conclusion Conclusion FPGAs provide new opportunities for performance improvemen