异构平台

摘要： 针对现有异常检测方法因为预学习以及噪声敏感所导致的检测时间长和误报率高的问题,该文通过对现有异常检测案例进行分析,从平台异构性角度提出了一种异常检测的新方法:将程序分别运行在多个异构平台,正常程序的所有平台运行结果相同,而异常程序在不同平台显示出差异性。基于此,该文设计了一种面向异构化平台的轻量级程序异常检测方法,收集系统状态数据并利用特征工程构建对异常表征明显的多维矢量,采用标签编码和Max-Min归一化对数据预处理,计算数据间差异度并应用阈值规则比较分析判别异常。相比于无监督特征聚类方法,所提方法的检测准确率提升了13.12%且具有低误报率和较短的检测时间。

摘要： 数字化时代,数据成为重要的生产要素,也是银行数字化经营和风险控制的关键。但在现实生活中,数据产生于不同的场景,金融机构往往需要从众多机构实体中获取海量数据以支撑业务体系。

摘要： 在非合作通信接收中,海事卫星接收系统存在大范围多普勒频偏和信号数据量大带来的识别速度慢的问题。利用GPU平台做并行加速信号识别,具有高效的性能,针对接收信号载波偏移的问题,在CPU端使用基于自相关的定时误差估计完成突发信号的定时同步后,通过信号的互相关函数提取载频估计偏差,对载波粗估计补偿;利用信号帧中独特码字和导频码,采用数据辅助的方式进行频偏精确估计,实现了BGAN信号的载波恢复,可以实现对16QAM、32QAM、64QAM的载频的精确估计,在低信噪比情况下仍能保持良好的估计性能。实验结果表明GPU+CPU异构平台的使用大大地提高了运算效率。

摘要： 针对复杂产品建模与仿真系统侧重于解决异构模型联合仿真,无法实现仿真资源的按需共享、协同的问题,提出了一种面向复杂产品建模仿真系统的开放式云架构,实现跨组织仿真软件、硬件资源的按需共享、协同,从而支持复杂产品全系统、全生命周期随时随地、实时、连贯、透明地请求、访问和获得仿真服务。并使用对象过程方法论对系统的仿真互操作及仿真资源的按需共享、协同过程进行建模和推演。通过控制系统的研制应用范例,验证了面向复杂产品建模与仿真系统的开放式云架构设计的有效性。

摘要： 为解决基于深度学习目标检测模型规模大、在边缘设备上难以部署的问题,以YOLO目标检测模型为例,设计实现基于ARM+FPGA异构平台的目标检测加速模块。该系统使用剪枝、量化后的压缩模型,在FPGA实现神经网络前向推理加速,在ARM中实现加速器调度。实验结果表明,部署至Xilinx ZCU102开发板上,该模块在200 MHz工作频率下,平均计算性能达到425.8 GOP/s,推理压缩模型速度达到30.3 fps,模块功耗为3.56 W,证明该加速模块具备可配置性。

摘要： 对基于无人水面艇(USV)和多自主水下机器人(AUVs)组成的异构协同海洋探测系统进行综述.首先介绍不同的USV与多AUVs组成的异构海洋探测系统的最新进展和应用成果,从系统设计概念和技术特点对这些异构系统进行分析和比较;其次对多水下机器人异构系统研究中的协同关键技术进行综述,重点分析协同问题中异构协同、系统任务分配、路径规划和编队控制等问题;而后从环境和硬件的外界约束以及海洋探测系统辅助技术两个方面分析海洋探测系统所面临的技术难点与问题;最后通过分析当前取得的进展和实际需求对多水下机器人异构海洋探测系统的发展前景进行展望.

摘要： 任务调度算法的研究一直是异构计算技术研究中的热点,充分挖掘异构处理平台的并行优势,可最大限度实现平台资源的高效利用.通过分析异构处理平台的执行特点,设计符合异构处理平台的任务调度策略,提出面向异构处理平台的最长路径列表调度算法(Longest path list scheduling algorithm,LPLS).算法在任务优先级阶段,基于最长路径列表计算优先级,最耗时路径上的任务被优先调度;在处理器选择阶段,遵循任务完成时间最小的原则,所选择的处理器可使下阶段任务的完成时间更短,异构平台整体处理时间更小.仿真实验结果表明,相比于经典的HEFT算法,LPLS算法是一种负载更加均衡的算法,具有调度长度更短、效率更高等优势.

摘要： 随着软件无线电、软件化卫星等技术的发展,中间件作为软件平台支撑技术得到广泛的研究.当前中间件主要包含面向对象的组件型和消息中间件,但是大部分中间件,如Kafka、RocketMQ等均面向个人计算机平台应用,无法适配到嵌入式平台上.同时其设计过多关注高并发和高性能,无法满足军用电子系统实时性、高可靠等方面的要求.为了满足此类应用,对象管理组织提出了以数据为中心的发布/订阅通信模式为其提供数据分发服务,并发布了相关规范.通过将轻量化的极端资源受限环境数据分发服务(Extreme Resource Constrained Environment Data Distribution Service,XRCE-DDS)中间件部署到CPU、FPGA和DSP等嵌入式处理器上,实现了在嵌入式异构平台中基于数据分发服务中间件的不同主题数据的发布/订阅.

摘要： 针对图像及视频信息的高速采集处理问题,提出一种基于FPGA的硬件数据加速方法,将采集的数据通过高速内存DDR3与FPGA硬件逻辑资源进行数据的异构传输交换,自主设计了ARM端与FPGA端的数据转换接口,实现数据信息采集与处理的无缝对接,有效地提升了转换速率,并降低了系统功耗,最后通过ZYNQ-7000设计了图像采集处理系统,验证了异构平台之间高速数据交换的有效性和准确性。

摘要： 针对图像及视频信息的高速采集处理问题,提出一种基于FPGA的硬件数据加速方法,将采集的数据通过高速内存DDR3与FPGA硬件逻辑资源进行数据的异构传输交换,自主设计了ARM端与FPGA端的数据转换接口,实现数据信息采集与处理的无缝对接,有效地提升了转换速率,并降低了系统功耗,最后通过ZYNQ-7000设计了图像采集处理系统,验证了异构平台之间高速数据交换的有效性和准确性.

摘要： 对软件通信体系结构(Software Communication Architecture,SCA)中异构处理器开发平台性能特点进行了分析,针对目前多核异构处理系统的发展,提出了一种基于Davinci+ZYNQ7000+ARM的异构平台设计框架.针对软件无线电系统中对于DSP和FPGA中没有通过软总线进行屏蔽底层交互通信的弱点,影响了系统开发过程中屏蔽硬件模块的缺陷,采用目前主流的ARM+X架构.通过对ARM系统硬件架构分析,提出了基于CORBA软总线的异构平台的软总线设计方法.用户只需关注逻辑层之上的通信策略,而不需要关注底层硬件数据交互的实现细节即可进行系统设计,从而实现通信过程的透明传输.该设计架构这大大减小了系统开发难度和成本,缩短了系统开发时间,对未来的复杂航电系统设计起到了很好的推动作用.

摘要： 深度置信网络(DBN)模型常伴随高维度、大数据量等计算,使得其训练过程相对缓慢.为提高深度置信网络的模型训练效率,提出了一种基于异构平台的混合并行优化方法.主要包括:(1)模型训练分解为细粒度子任务,设计单个子任务的并行优化方法.(2)针对多核CPU和众核GPU设备,设计细粒度子任务的调度方案,使两种计算资源负载均衡.(3)数据并行与任务并行策略相结合,实现一种异构混合并行算法.在Intel(R)Xeom(R)CPU(6核)和NVIDIA Tesla K20Xm GPU(2688核)实验平台上,针对MNIST手写体识别数据集,在保证识别准确率98.07％的前提下,混合并行算法与CPU串行程序相比,取得6.3x加速比,与CPU多核并行程序相比,取得2x加速比.

摘要： 大气模式是描述大气中的各种物理量随时间及空间变化的科学计算程序.用大气模式对未来气候进行预估,是科学理解全球气候变化中最为重要的一环,长时间以来一直受到科学界的广泛关注.随着近年来气候对人类生产生活的影响日益加深,如何利用高性能计算领域的相关技术找到一种高效求解复杂大气模式方程的方法,成为亟待解决的关键问题.大气模式动力框架是影响大气模式计算可扩展性和计算效率的核心模块,欧拉方程是目前最常见的大气模式动力框架数学方程.本文中,基于CPU-GPU异构平台对欧拉方程求解器进行了实现和优化加速.与之前针对二维浅水波方程的工作相比,欧拉大气方程的求解算法更加复杂(浮点运算量增加了超过两倍).而且三维数据模型的引入,使得程序无论是在数据规模上,还是在通信密集度上都带来了更大的挑战.针对这些挑战:首先,本文设计了一种异构任务划分机制,使得在同一结点内的CPU处理器以及GPU加速器能同时进行工作,在显著提升计算效率的同时实现了高效的计算通信重叠.其次,运用一系列的并行优化方法分别针对GPU和CPU体系结构进行了全面系统的优化,显著提升了程序的整体性能.相较于12核CPU优化版本,基于CPU-GPU异构平台的最优版本在不同数据规模下取得了超过4.7倍的加速效果.与此同时,异构版本还具有良好的可扩展性,可以进一步用于高分辨率大气模拟.

摘要： MAGMA是第一个面向下一代体系架构(多核CPU和GPU)开源的线性代数软件包,它采用了诸多针对异构平台的优化方法,包括了混合同步,通信避免和动态任务调度系统.它在功能,数据存储,接口上与LAPACK相似,可以发挥GPU的巨大计算能力进行数值计算.本文首先对MAGMA中的矩阵分解算法进行分析;然后通过测试结果,分析 MAGMA有效的优化和并行方法,为 MAGMA使用、优化提供有益的建议;最后本文提出了一种对于矩阵分块算法的自适应调优的方法,经过测试,对于SGEQRF函数加速比达到1.09.

摘要： 针对三维异构平台的围捕问题,提出了一套实现集结模态的具体方法.通过数据融合确定逃跑者位置.并由此确定队形基准无人车,完成多无人车集结点设置.引入匹配函数,实现集结点分配.使用基于迂回环的子目标点生成策略,引导无人车以隐蔽方式进入集结点.室内试验表明,该算法可以快速完成围捕任务,系统适应性良好.

摘要： 针对为实现仿真系统互联而产生的模型数据转换复杂、时序统一难度大及仿真效率下降等问题,提出一种基于模型的仿真系统互联技术.通过对仿真模型添加异构平台访问接口,创建异构平台数据结构映射表,实现模型的跨平台的调用,将基于异构平台开发的仿真系统整合到同一平台,从而实现系统间的互联.采用目前市场占有率较高的DWK平台与XSIM平台作为研究对象,将基于DWK平台开发的仿真系统嵌入到XSIM平台中,实现异构系统互联.此方法使仿真系统互联代价减小,且未降低仿真效率.

摘要： GPU以及集成式的多核CPU GPU架构凭借其拥有强大的并行处理能力和可编程流水线方式,已经成为数据库领域的研究热点.为充分发掘异构平台的潜力,提升列式数据库查询的性能,本文在充分考虑异构平台体系架构差异的基础上,首先提出了GPU多线程平台上进行连接的数据划分策略ICMD(Improved Coordinate Module Distribution),利用GPU流处理器并行处理各个子空间上的连接.然后利用任务评估分配模型实现查询负载的动态分配,使得查询操作在多核CPU、GPU以及其他加速器等部件之间并行执行.同时利用片上全局同步机制,局部内存重用技术优化并行连接算法.实验采用SSB基准测试集测试,结果显示Intel(R)HD Graphics 4600平台上并行连接查询相比于CPU版本获得了135倍的加速比.

摘要： CFD(计算流体力学)计算任务具有计算密集,耗时集中等特点.在CPU+FPGA异构平台下,将FPGA作为硬件加速协处理器可以实现CFD计算性能的提升.本文针对Euler3D程序开展了计算任务的软硬件划分和模块的硬化与封装研究,并在搭建的CPU+FPGA平台下进行了硬件加速实验与验证.减少I/O开销和利用多片FPGA并行加速是进一步提升CFD计算硬件加速性能的有效手段.

摘要： MrBayes软件在生物信息学领域应用广泛.它使用Metropolis coupled Markov chain Monte Carlo(MC3)算法对一组能够反映生物物种遗传信息的DNA序列进行贝叶斯系统发育推断,最后得出表示生物之间进化关系的系统发育树.本文提出了“节点序”遍历方式流水线模型和多GPU并行任务划分模型.两个模型主要解决了MrBayes MC3存在的并行问题.使用“节点序”代替原有“链序”的遍历方式,改进算法的流水线模型,提高并发度,提升了单GPU并行执行性能,在百万次迭代时,性能提升8％到13％.多GPU并行任务划分模型利用父子节点数据之间的相关性以及节点内部数据之间的无关性,将GPU端的执行任务做进一步划分,解决了不同GPU间马尔科夫链计算的相关问题,缩短每条马尔科夫链的执行时间,性能提升了15％到21％.

摘要： 第一性原理计算软件在密度泛函理论的发展中起着重要作用.相比平面波方法,局域轨道法更适合处理大规模多体问题.随着问题规模的不断增大和计算机计算能力的提升,软件的并行加速成为一个重要课题.在继续增加CPU处理器数量已经无法明显提升程序性能的情况下,MPI结合CUDA、MIC等众核架构实现的异构并行成为一个新的解决方案.在中国科学技术大学量子信息实验室第一性原理计算软件的基础上,使用MPI+OpenMP+CUDA三级并行对局域轨道法第一性原理计算进行加速,单GPU测试取得了约15倍的加速比,多GPU测试也取得了相应的加速比.测试结果同时验证了使用GPU计算可以保证计算精度.

摘要： 本发明实施例涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种异构存储方法及异构存储平台，包括：异构存储平台接收服务器发送的存储分配请求；异构存储平台根据检测到的各存储设备的状态信息，从各存储设备中确定用于供服务器使用的第一存储设备；异构存储平台将存储分配请求转发给第一存储设备，以使第一存储设备根据存储容量为服务器分配存储空间。因此，降低了运维人员的专业化水平，从而降低了运维成本，进而能够在降低人力成本的情况下对不同的存储设备进行统一操作及运维管理。此外，能够根据不同的存储设备的操作指令，定制不同的API接口进行封装对接，无需人为介入，能够避免由于人为规划导致热点盘产生。

摘要： 本发明公开了一种调度数据服务平台中跨平台多异构数据库的通用数据访问方法，包括了以下步骤：配置数据源：根据配置信息去连接各个数据源，创建与相应数据库的连接环境；定义统一的数据库访问模型：将所有的数据请求结果都用统一的模型进行描述，将各种商用数据库中私有表示的表结构及表记录信息实现统一的建模；封装数据库访问接口类；通用数据库访问服务为应用程序提供通用的数据访问方法，并分发应用程序的数据访问请求。本发明提供了通用的数据库访问方法，具有速度快、配置灵活、跨平台等特点，一套源码可在多个平台使用，而且一个应用程序可以无障碍地同时访问多种商用数据库；同时为调度数据服务平台上层业务应用的快速开发提供了保证。

摘要： 本发明公开了一种异构计算平台，包括主机与多个可编程器件，主机与各个可编程器件分别相连；主机用于初始化可编程器件、各个可编程器件的并行调度、为各个可编程器件发送计算数据以及获得计算结果；各个可编程器件并行处理分配给自身的计算数据。本发明提供的异构计算平台的多个可编程器件可以同时进行计算,整个异构计算平台的运行速度相当于各个可编程器件的运行速度之和，相比现有技术中只有一个可编程器件的异构计算平台，提高了异构计算平台的整体运算速度与并行度，进而提高了计算效率，能更好的满足越来越复杂的算法与规模越来越庞大的数据对异构计算平台的运算速度的需求。本发明还提供一种基于上述异构计算平台的加速方法。

摘要： 本申请公开了一种异构资源池管理方法、系统及异构计算平台，该方法包括：由PCIE交换机连接的第一个可编程器件接收原始计算数据；第一个可编程器件计算完成后，将得到的第一中间数据通过PCIE交换机传递至连接的第二个可编程器件；第二个可编程器件计算完成后，将得到的第二中间数据通过PCIE交换机传递至连接的第三个可编程器件；重复PCIE交换机的数据传递操作，直至PCIE交换机连接的最后一个可编程器件完成计算，得到最终计算结果。这样在异构计算资源池化中增加PCIE交换机，通过PCIE交换机的数据传递操作，提高可编程器件间的数据交互效率，降低数据传输的延时和抖动，对外提供更大的计算资源模块。

摘要： 本发明实施例涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种异构存储方法及异构存储平台，包括：异构存储平台接收服务器发送的存储分配请求；异构存储平台根据检测到的各存储设备的状态信息，从各存储设备中确定用于供服务器使用的第一存储设备；异构存储平台将存储分配请求转发给第一存储设备，以使第一存储设备根据存储容量为服务器分配存储空间。因此，降低了运维人员的专业化水平，从而降低了运维成本，进而能够在降低人力成本的情况下对不同的存储设备进行统一操作及运维管理。此外，能够根据不同的存储设备的操作指令，定制不同的API接口进行封装对接，无需人为介入，能够避免由于人为规划导致热点盘产生。

摘要： 本实用新型提供一种异构高密度服务器装置及异构计算平台，所述异构高密度服务器装置，包括后插板以及安装在所述后插板上的交换芯片、k个VPX连接器、m个ATCA连接器、n个CPICI连接器以及电源，k、m和n均为大于1的整数；所述电源用于向所述VPX连接器、所述ATCA连接器以及所述CPICI连接器供电，所述VPX连接器、所述ATCA连接器以及所述CPICI连接器分别通过2路网络通道连接所述交换芯片。所述异构高密度服务器装置能够兼容市场上主流的VPX服务器板、ATCA服务器板、CPCI服务主板，为拟态构造系统的设计提供了一种良好的异构计算平台。

摘要： 本发明涉及一种基于CPU与GPU异构平台的异构格式存储方法，该方法包括以下步骤：步骤一：检测GPU计算数据的规模及CPU与GPU之间的通讯带宽；步骤二：利用步骤一测量的结果计算分段传送的段数；步骤三：对第一段数据执行数据格式转换；步骤四：把转换完的数据上传GPU端，GPU执行计算，对下一段数据执行格式转换；步骤五：判断当前计算的数据是否是最后数据段，如果是，算法执行完成，否则执行步骤四。由于本发明在不同类型的处理器上采用异构格式的存储方式，主要研究CPU执行GPU端需要的格式转换带来的额外开销的隐藏方法，从而使算法在整个结点获得更高的计算吞吐量，该方法在高性能计算等计算密集型应用中有广泛的实用价值和应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于异构平台的异构数据集中接入分析方法，通过将各异构数据源的分类结果融合起来，得到最优的分类分析结果。首先，数据的预处理及分类：针对异构平台数据存在的异构多模态现象，通过数据结构对其进行划分，对不同结构的数据采用了不同的算法实现了分类模型的构建；其次，异构数据的融合：采用决策级别的融合策略设计了投票法和权重法两种融合方法，对各异构数据的不同分类结果进行融合；最后，将不同融合方法得到的最终结果通过文本、表格或图表等形式进行可视化展现，更好的对数据进行分析和判断。本发明是考虑各方数据的异构性和多模态性，以深度学习为主要分析技术，并结合不同的融合策略，实现异构多模态的数据的融合判断。

摘要： 本发明涉及一种基于CPU与GPU异构平台的异构格式存储方法，该方法包括以下步骤：步骤一：检测GPU计算数据的规模及CPU与GPU之间的通讯带宽；步骤二：利用步骤一测量的结果计算分段传送的段数；步骤三：对第一段数据执行数据格式转换；步骤四：把转换完的数据上传GPU端，GPU执行计算，对下一段数据执行格式转换；步骤五：判断当前计算的数据是否是最后数据段，如果是，算法执行完成，否则执行步骤四。由于本发明在不同类型的处理器上采用异构格式的存储方式，主要研究CPU执行GPU端需要的格式转换带来的额外开销的隐藏方法，从而使算法在整个结点获得更高的计算吞吐量，该方法在高性能计算等计算密集型应用中有广泛的实用价值和应用前景。

摘要： 本发明公开了基于国产平台和X86平台的异构资源池管理方法及系统，涉及云计算技术领域，由异构云平台部署模块、异构云平台虚拟化资源池模块、异构云平台API接口模块、异构云平台界面模块四个功能模块组成，异构云平台部署模块负责在异构平台上搭建云平台；异构云平台虚拟化资源池模块负责将异构平台硬件资源转换为虚拟资源池；异构云平台API接口模块负责提供云平台接口管理；异构云平台界面模块负责云平台相关界面管理。本发明的管理方法及系统解决了异构资源池带来的异构性问题，同时达到自主安全可控的目的。