SHF: Small: The Compiler-Architecture Solution to the Data Dependent, Circuit-Level Critical-Paths Variations

SHF:小型:针对数据相关、电路级关键路径变化的编译器架构解决方案

基本信息

  • 批准号:
    1908488
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-10-01 至 2023-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Computing performance translates to opportunities for innovations, which positively impact our society. Systems have experienced a steady performance improvement in the past. Unfortunately, recent developments in the semiconductor industry have made this progress hard to maintain, which has slowed down innovations in science and engineering. System performance depends on the capabilities of the compiler used and the underlying computer architecture. Usually, a compiler can control system activities at the instruction granularity while the underlying architecture hides finer-grained information. The compiler's inability to access fine-grained information, however, limits the overall performance obtainable in future systems. The project's novelty is a new compiler and computer architecture co-design where the latter enables the former to control activities at a much finer granularity compared to what has been explored before. This allows the underlying computer architecture to automatically boost the overall system performance as well as to save energy. The project's impact is to enable programmers to automatically make better use of the commodity processors. With processor performance increased, society will benefit from increased productivity and innovation in all areas involving computation. Recent developments in computer architecture have generated tremendous advances in single-chip core count as well as remarkable performance benefits brought by accelerators. However, Amdahl's Law reminds us that single-thread execution will always be the limiting factor for system performance -- a dire warning considering that the processor industry has fallen well short of the decades old sequential code performance growth trend. The team of researchers found that an important performance roadblock is in the sub-cycle domain where the circuit-level critical path latency depends on the data computed. This project designs a new compiler co-designed with the underlying architecture to access and control data-dependent, circuit-level critical path latencies. The impact of this design is the elimination of sub-cycle performance inefficiencies across the computation stack for commodity processors widely used in the whole computing spectrum, ranging from mobile to high performance computing. Code, data, and results emanating from the project will be maintained publicly at the website: http://users.cs.northwestern.edu/~simonec/SCDVCA.htmlThis award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
计算性能转化为创新机会,对我们的社会产生积极影响。系统在过去经历了稳定的性能改善。不幸的是,半导体行业的最新发展使这种进步难以维持,这减缓了科学和工程的创新。系统性能取决于所使用的编译器的能力和底层计算机体系结构。通常,编译器可以在指令粒度上控制系统活动,而底层架构隐藏更细粒度的信息。然而,编译器无法访问细粒度的信息,限制了未来系统的整体性能。该项目的新奇在于一种新的编译器和计算机体系结构的协同设计,后者使前者能够以比以前更细的粒度控制活动。这允许底层计算机架构自动提升整体系统性能并节省能源。该项目的影响是使程序员能够自动更好地利用商品处理器。随着处理器性能的提高,社会将从涉及计算的所有领域的生产力和创新中受益。 计算机体系结构的最新发展在单芯片核心数量方面产生了巨大的进步,加速器带来了显着的性能优势。然而,Amdahl定律提醒我们,单线程执行将永远是系统性能的限制因素-考虑到处理器行业已经远远落后于几十年前的顺序代码性能增长趋势,这是一个可怕的警告。研究小组发现,一个重要的性能障碍是在子循环域中,电路级关键路径延迟取决于计算的数据。本项目设计了一个新的编译器,与底层架构协同设计,以访问和控制数据相关的电路级关键路径延迟。这种设计的影响是消除了广泛用于整个计算范围(从移动的到高性能计算)的商用处理器的计算堆栈中的子周期性能低效率。该项目产生的代码、数据和结果将在网站上公开维护:http://users.cs.northwestern.edu/~simonec/SCDVCA.htmlThis奖项反映了NSF的法定使命,并被认为值得通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
WARDen: Specializing Cache Coherence for High-Level Parallel Languages
WARDen:专门针对高级并行语言的缓存一致性
EMISSARY: Enhanced Miss Awareness Replacement Policy for L2 Instruction Caching
  • DOI:
    10.1145/3579371.3589097
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N. P. Nagendra;Bhargav Reddy Godala;Ishita Chaturvedi;Atmn Patel;Svilen Kanev;Tipp Moseley;Jared Stark;Gilles A. Pokam;Simone Campanoni;David I. August
  • 通讯作者:
    N. P. Nagendra;Bhargav Reddy Godala;Ishita Chaturvedi;Atmn Patel;Svilen Kanev;Tipp Moseley;Jared Stark;Gilles A. Pokam;Simone Campanoni;David I. August
NOELLE Offers Empowering LLVM Extensions
NOELLE 提供强大的 LLVM 扩展
CARAT: a case for virtual memory through compiler- and runtime-based address translation
CARAT:通过基于编译器和运行时的地址转换实现虚拟内存的案例
WARio: efficient code generation for intermittent computing
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Simone Campanoni其他文献

A parallel dynamic compiler for CIL bytecode
CIL字节码的并行动态编译器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Simone Campanoni;G. Agosta;S. Crespi
  • 通讯作者:
    S. Crespi
The Parallel Semantics Program Dependence Graph
并行语义程序依赖图
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2402.00986
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Brian Homerding;Atmn Patel;E. A. Deiana;Yian Su;Zujun Tan;Ziyang Xu;Bhargav Reddy Godala;David I. August;Simone Campanoni
  • 通讯作者:
    Simone Campanoni
The HELIX project: Overview and directions
HELIX 项目:概述和方向
  • DOI:
    10.1145/2228360.2228412
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Simone Campanoni;Timothy M. Jones;G. Holloway;Gu;D. Brooks
  • 通讯作者:
    D. Brooks
Compiling Loop-Based Nested Parallelism for Irregular Workloads
为不规则工作负载编译基于循环的嵌套并行性
Representing Data Collections in an SSA Form
以 SSA 形式表示数据收集

Simone Campanoni的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Simone Campanoni', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: PPoSS: Planning: A Disciplined Approach to Scaling in the Post-Moore's Law Era
合作研究:PPoSS:规划:后摩尔定律时代扩展的有纪律的方法
  • 批准号:
    2118708
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Collaborative Automatic Parallelization
协作研究:SHF:中:协作自动并行化
  • 批准号:
    2107042
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

SHF: Small: Indy: Toward Safe and Fast Compiler Flags
SHF:小:Indy:迈向安全快速的编译器标志
  • 批准号:
    1817073
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Improving Memory Performance on Fused Architectures through Compiler and Runtime Innovations
SHF:小型:通过编译器和运行时创新提高融合架构的内存性能
  • 批准号:
    1525609
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Compiler and Architectural Techniques for Soft Error Resilience
SHF:小型:软错误恢复能力的编译器和架构技术
  • 批准号:
    1527463
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Compiler Validation via Equivalence Modulo Inputs
SHF:小型:通过等效模输入进行编译器验证
  • 批准号:
    1528133
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Collaborative Research: Compiler Coaching
SHF:小型:协作研究:编译器指导
  • 批准号:
    1421412
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: SMALL: COLLABORATIVE RESEARCH: Compiler Coaching
SHF:小型:协作研究:编译器指导
  • 批准号:
    1421652
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Optimizing Compiler and Runtime for Concurrency-Oriented Execution Model
SHF:小型:优化面向并发的执行模型的编译器和运行时
  • 批准号:
    1421505
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Memory Consistency -- Hardware, Compiler, and Programming Support
SHF:小:内存一致性——硬件、编译器和编程支持
  • 批准号:
    1318103
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Detecting and Mitigating Smartphone Energy Bugs using Compiler and Runtime Analysis
SHF:小型:使用编译器和运行时分析检测和缓解智能手机能源错误
  • 批准号:
    1320764
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: A principled compiler for functional logic languages
SHF:小型:函数式逻辑语言的原则性编译器
  • 批准号:
    1317249
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 49.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了