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《異構(gòu)多核的信息檢索硬件加速》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、異構(gòu)多核的信息檢索硬件加速SoC設(shè)計(jì)陳天洲嚴(yán)力科鄭臻煒陳劍田曉帆(浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,浙江省杭州市31002)(tzchen@zju.edu.cn)摘要為了提高信息檢索計(jì)算的性能和靈活性，本文提出用特定硬件對(duì)信息檢索進(jìn)行加速，形成異構(gòu)多核并發(fā)的信息檢索加速器。本文設(shè)計(jì)了專用的輔助處理核體系結(jié)構(gòu)，包括指令集、專用的高并行度處理部件以及可靈活組織的本地存儲(chǔ)器來(lái)對(duì)信息檢索計(jì)算進(jìn)行加速。通過(guò)在XilinxVirtex4ML403開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行的實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本加速處理核能夠在與通用處理器相同的正確率下，比通用處理
2、器的檢索性能提高7～13倍，證明本文提出的異構(gòu)多核結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行加速能夠大大提高信息檢索計(jì)算的性能和靈活性。關(guān)鍵詞信息檢索；異構(gòu)多核；硬件加速；SIMD；片上系統(tǒng)中圖法分類號(hào)TP338.6TheHardwareAccelerationSoCforInformationRetrievalBasedontheHeterogeneousMulti-CoreArchitectureChenTianzhou,YanLike,ZhengZhenwei,ChenJianandTianXiaofan(CollegeofComp
3、uterScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)AbstractInordertoincreasetheperformanceandtheflexibilityofinformationretrieval(IR),thehardwareaccelerationisusedfortheIR.Thispaperdesignsaspecialsynergisticprocessingelement(SPE)toacceleratetheIRcomputati
4、on.Thearchitectureincludestheinstructionset,high-parallelismprocessingunitandtheflexiblelocalstorage.ThesystemisimplementedandverifiedontheXilinxVirtex4ML403board.Byexecutingseveralgroupsoftestdataindifferentapplicationarea,theresultsshowthatthespecialacce
5、leratingcorecanenhancetheperformanceby7to13timesthanthegeneralprocessor.SothissystemwillgreatlyincreasetheperformanceandflexibilityofIRcomputation.Keywordsinformationretrieval;heterogeneouschipmultiprocessor;hardwareacceleration;SIMD;SoC隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，信息
6、檢多核體系中的各處理核是不同的，按照功能可以分索已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣為主控核與輔助核。主控核一般為通用處理器，用泛的應(yīng)用。例如在數(shù)以億計(jì)的網(wǎng)頁(yè)中查找信息，圖來(lái)進(jìn)行控制和一些通用運(yùn)算。而輔助核一般為專用像識(shí)別技術(shù)中在大量的二進(jìn)制圖像數(shù)據(jù)中查找相似處理核，執(zhí)行某類特殊的運(yùn)算。的數(shù)據(jù)，在生物信息學(xué)中從大量的DNA序列中查異構(gòu)多核處理器的出現(xiàn)為信息檢索技術(shù)提供了找特征子序列等等。因此，對(duì)信息檢索進(jìn)行硬件加一個(gè)很好的平臺(tái)。傳統(tǒng)的方法采用并行計(jì)算對(duì)信息速以提高計(jì)算效率就成為了一個(gè)重要的研究方向。檢
7、索進(jìn)行加速，往往通過(guò)增加處理器的數(shù)目來(lái)提高隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，多核處理器尤其是并行度，比如使用各種大型的并行計(jì)算機(jī)[1]。多數(shù)異構(gòu)多核處理器逐漸成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的主流。異構(gòu)并行計(jì)算機(jī)中的每個(gè)處理器都還是通用處理器，并收稿日期：2007基金項(xiàng)目：嵌入式系統(tǒng)中編譯器與操作系統(tǒng)內(nèi)核協(xié)同的節(jié)能方法60673149沒(méi)有根據(jù)信息檢索做特定的優(yōu)化。另外一類定制方法件，從LS中讀取指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并且將執(zhí)行是設(shè)計(jì)ASIC加速器，針對(duì)特定應(yīng)用和特定算法進(jìn)行結(jié)果寫(xiě)入LS中。LS是一塊片上RAM，輔助核所需加速[2-5]。
8、這種加速器不能靈活的運(yùn)用于各種不同領(lǐng)要的所有指令和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在LS中，當(dāng)數(shù)據(jù)量較大域的信息檢索計(jì)算之中，也不能有效地將其與多核技時(shí)可通過(guò)DMA來(lái)與主存交換數(shù)據(jù)。在輔助核的體系術(shù)結(jié)合起來(lái)以提高性能?；谶@些研究現(xiàn)狀，本文對(duì)結(jié)構(gòu)中，處理單元以及LS的組織是本文的重點(diǎn)。使用異構(gòu)多核體系結(jié)構(gòu)來(lái)加速信息檢索計(jì)算進(jìn)行了除了兩個(gè)處理核之外，系統(tǒng)還包括用來(lái)連接主存探索和研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了專用的信息檢索輔助處理的內(nèi)存控制器等其他I
