Collaborative Research: SHF: Small: Programmable Hierarchical Caches: Design, Programming, and Prototyping

合作研究:SHF:小型:可编程分层缓存:设计、编程和原型设计

基本信息

  • 批准号:
    2114319
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-01 至 2025-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

As computing technology becomes ever more powerful, memory is larger but more complex, with different materials, configurations, and interconnects having different trade-offs among capacity, speed, and cost. Because of this complexity, fully automatic solutions are increasingly sub-optimal and brittle. This project develops new designs of the memory hierarchy that are programmable and therefore can achieve better performance and provide stronger guarantees than conventional solutions used on current computer systems ranging from smartphones to supercomputers. The new programmability enables optimization in software and hardware in concert. Since computer cost and speed depend on memory hierarchy, programmable designs can overcome the current limit in scalability and power efficiency. Beyond its technical content, the project advances teaching in the science of computer memory and strives to increase the diversity among participants in this area of research and development.Specifically, the project develops a two-level programmable cache system called the lease cache and designs its programming techniques. It has three parts: automatic programming and optimization of the lease cache; hardware design and prototyping of a RISC-V processor with the two-level lease cache on an FPGA board; and lease-cache theory especially statistical properties and guarantees of the cache performance. Through theories and prototyping, the new designs can retain software portability, ensure matching performance to current automatic solutions by default, and provide precisely defined cache performance properties.This 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.
随着计算技术变得越来越强大,存储器更大但更复杂,不同的材料、配置和互连在容量、速度和成本之间具有不同的权衡。由于这种复杂性,全自动解决方案越来越不理想和脆弱。 该项目开发了可编程的存储器层次结构的新设计,因此可以实现更好的性能,并提供比当前计算机系统(从智能手机到超级计算机)上使用的传统解决方案更强的保证。 新的可编程性使软件和硬件的优化协调一致。 由于计算机成本和速度取决于存储器层次结构,可编程设计可以克服当前在可扩展性和功率效率方面的限制。除了技术内容外,本项目还推进了计算机存储科学的教学,并努力增加该领域研究和开发参与者的多样性。具体而言,本项目开发了一种称为租赁高速缓存的两级可编程高速缓存系统,并设计了其编程技术。 它有三个部分:租用高速缓存的自动编程和优化;在FPGA板上具有两级租用高速缓存的RISC-V处理器的硬件设计和原型;租用高速缓存理论,特别是该高速缓存性能的统计特性和保证。 通过理论和原型设计,新设计可以保持软件的可移植性,确保在默认情况下与当前自动解决方案的性能相匹配,并提供精确定义的缓存性能属性。该奖项反映了NSF的法定使命,并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,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cache-coherent CLAM (WIP)
缓存一致性 CLAM (WIP)
  • DOI:
    10.1145/3519941.3535073
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ding, Chen;Reber, Benjamin;Patru, Dorin
  • 通讯作者:
    Patru, Dorin
Blast from the Past: Least Expected Use (LEU) Cache Replacement with Statistical History
Cache Programming for Scientific Loops Using Leases
使用租约对科学循环进行缓存编程
CARL: Compiler Assigned Reference Leasing
Beyond time complexity: data movement complexity analysis for matrix multiplication
{{ 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 }}

Chen Ding其他文献

Accurate Air-Quality Prediction Using Genetic-Optimized Gated-Recurrent-Unit Architecture
使用遗传优化的门控循环单元架构进行准确的空气质量预测
  • DOI:
    10.3390/info13050223
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Chen Ding;Zhouyi Zheng;Sirui Zheng;Xuke Wang;Xiaoyan Xie;Dushi Wen;Lei Zhang;Yanning Zhang
  • 通讯作者:
    Yanning Zhang
Stretched-pulse fiber laser mode-locked by PbS quantum dots
PbS 量子点锁模拉伸脉冲光纤激光器
  • DOI:
    10.1016/j.optlastec.2022.107991
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Han Cui;Hancheng Zhang;Chen Ding;Yongqi Ding;Yi Ju;Xiaoqing Ma;Dengyun Lu;Ling Yun;Kehan Yu;Wei Wei
  • 通讯作者:
    Wei Wei
Radioactive wastewater treatment with modified aromatic polyamide reverse osmosis membranes via quaternary ammonium cation grafting
季铵阳离子接枝改性芳香族聚酰胺反渗透膜处理放射性废水
Structural Color Fibers Directly Drawn from Colloidal Suspensions with Controllable Optical Properties
直接从胶体悬浮液中提取的具有可控光学性能的结构彩色纤维
  • DOI:
    10.1021/acsami.8b21070
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wei Yuan;Qingsong Li;Zhou Ning;Suming Zhang;Chen Ding;Lei Shi;Ke-Qin Zhang
  • 通讯作者:
    Ke-Qin Zhang
Optimized Locality-aware Memory Management in Key-value Cache
优化键值缓存中的局部感知内存管理
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Xiaomeng Hu;Xiaolin Wang;Lan Zhou;Yingwei Luo;Chen Ding;Song Jiang;Zhenlin Wang
  • 通讯作者:
    Zhenlin Wang

Chen Ding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('Chen Ding', 18)}}的其他基金

SHF: Small: Data Movement Complexity: Theory and Optimization
SHF:小型:数据移动复杂性:理论与优化
  • 批准号:
    2217395
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core:Small: Prescriptive Software Caching Using Leases
CNS Core:Small:使用租用的规范性软件缓存
  • 批准号:
    1909099
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF:Small: Optimization of Parallel and Shared Cache Memory using the Footprint Theory
SHF:Small:使用足迹理论优化并行和共享缓存内存
  • 批准号:
    1717877
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
XPS: EXPL: Write Locality Theory and Optimization for Hybrid Memory
XPS:EXPL:混合内存的写入局部性理论和优化
  • 批准号:
    1629376
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Small: Safe Parallelization in a Dynamic Language
CSR:小:动态语言中的安全并行化
  • 批准号:
    1319617
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Footprint Models and Techniques for Multi-core Cache Management
SHF:小型:多核缓存管理的占用空间模型和技术
  • 批准号:
    1116104
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CSR-PSCE, SM: Adaptive Memory Management in Shared Environments
合作研究:CSR-PSCE、SM:共享环境中的自适应内存管理
  • 批准号:
    0834566
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CSR-AES: Collaborative Research: Behavior-Based Speculative Parallelization and Optimization on Desktop Multiprocessors
CSR-AES:协作研究:桌面多处理器上基于行为的推测并行化和优化
  • 批准号:
    0720796
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CSR---AES: Program Phase Detection and Exploitation
CSR---AES:程序相位检测和利用
  • 批准号:
    0509270
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Compiler-Assisted Data Adaptation
职业:编译器辅助数据适应
  • 批准号:
    0238176
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Cell Research
  • 批准号:
    31224802
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research
  • 批准号:
    31024804
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research (细胞研究)
  • 批准号:
    30824808
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
  • 批准号:
    10774081
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331302
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331301
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Differentiable Hardware Synthesis
合作研究:SHF:媒介:可微分硬件合成
  • 批准号:
    2403134
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Efficient and Scalable Privacy-Preserving Neural Network Inference based on Ciphertext-Ciphertext Fully Homomorphic Encryption
合作研究:SHF:小型:基于密文-密文全同态加密的高效、可扩展的隐私保护神经网络推理
  • 批准号:
    2412357
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Enabling Graphics Processing Unit Performance Simulation for Large-Scale Workloads with Lightweight Simulation Methods
合作研究:SHF:中:通过轻量级仿真方法实现大规模工作负载的图形处理单元性能仿真
  • 批准号:
    2402804
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Tiny Chiplets for Big AI: A Reconfigurable-On-Package System
合作研究:SHF:中:用于大人工智能的微型芯片:可重新配置的封装系统
  • 批准号:
    2403408
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Toward Understandability and Interpretability for Neural Language Models of Source Code
合作研究:SHF:媒介:实现源代码神经语言模型的可理解性和可解释性
  • 批准号:
    2423813
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Enabling GPU Performance Simulation for Large-Scale Workloads with Lightweight Simulation Methods
合作研究:SHF:中:通过轻量级仿真方法实现大规模工作负载的 GPU 性能仿真
  • 批准号:
    2402806
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Differentiable Hardware Synthesis
合作研究:SHF:媒介:可微分硬件合成
  • 批准号:
    2403135
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Tiny Chiplets for Big AI: A Reconfigurable-On-Package System
合作研究:SHF:中:用于大人工智能的微型芯片:可重新配置的封装系统
  • 批准号:
    2403409
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26.97万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了