面向科学计算的异构多流体系结构关键技术研究

高性能计算的整体目标正从过去单纯追求高峰值速度向高效能转变。流体系结构能有效处理具有计算密集特征的应用，是当前国际高效能体系结构的研究热点。我们设计了国际上第一款面向科学计算的64位流处理器，选用多种类型的科学计算算法对其进行测试，结果表明：对数据密集型计算，该处理器的效能超过了1.6GHz Itanium2处理器。研究成果发表在计算机体系结构国际顶级会议ISCA'07上。进一步研究发现，要适应广泛类型的科学计算，如存储密集型计算和稀疏计算，需要在流体系结构、编程模式、访存和多芯片扩展等多个方面进行进一步创新。 本课题在已有研究的基础上，提出一种融合超标量和SIMD于一体异构多流新型体系结构。该结构解决了传统流编程困难、针对存储密集型和稀疏计算低效问题采用硬件支持多种计算特征的访存模式与带宽平衡、针对大规模计算采用流模式与消息传递模式相结合的并行多流扩展等，使之广泛高效地适应科学计算应用。