Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες
Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Πρατικάκης"
Και Συγγραφέας="Πολύβιος"
Τρέχουσα Εγγραφή: 18 από 82
|
Κωδικός Πόρου |
000452289 |
Τίτλος |
Design and implementation of a massively multi-threaded RISC-V processor |
Άλλος τίτλος |
Σχεδίαση και υλοποίηση μαζικά πολυνηματικού επεξεργαστή RISC - V |
Συγγραφέας
|
Ματζουράνης, Γεώργιος-Μιχαήλ Α.
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Παπαευσταθίου, Βασίλης
|
Μέλος κριτικής επιτροπής
|
Κατεβαίνης, Μανώλης
Πρατικάκης, Πολύβιος
|
Περίληψη |
Οι υπολογιστικές απαιτήσεις των σύγχρονων εφαρμογών έχουν ξεπεράσει τις τυπικές δυνατότητες που μπορούν να παρέχουν οι μονάδες κεντρικής επεξεργασίας (CPU). Ένας από τους λόγους είναι ο τεράστιος όγκος δεδομένων που πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία σε αντίθεση με τη διαθέσιμη επεξεργαστική ισχύ, καθώς και τον αριθμό των εργασιών και των διαφορετικών διεργασιών που πρέπει να διαχειριστεί η κύρια CPU. Ένας άλλος λόγος είναι τα τεχνολογικά εμπόδια, όπως η κατανάλωση ενέργειας που απαιτείται για την επίτευξη φιλόδοξων επιπέδων υπολογιστικής απόδοσης.
Προκειμένου να αντιμετωπιστούν τα προηγούμενα ζητήματα, τα συστήματα σήμερα χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους εξειδικευμένων επιταχυντών για διάφορους τομείς εφαρμογών, όπως μονάδες γραφικής επεξεργασίας (GPU), μονάδες επεξεργασίας τανυστών (TPU) και επιταχυντές υλικού με δυνατότητα επαναδιαμόρφωσης που υλοποιούνται σε FPGA. Οι επιταχυντές προγραμματίζονται, προσπελάζονται και χρησιμοποιούνται μέσω διαφορετικών μοντέλων προγραμματισμού και αλυσίδων εργαλείων που προσπαθούν να μεγιστοποιήσουν τη χρήση των διαθέσιμων πόρων. Επί του παρόντος, μερικά από τα πιο δημοφιλή μοντέλα προγραμματισμού για επιταχυντές είναι το OpenCL και το CUDA, όπου το κύριο πρόγραμμα εκτελείται σε μια κεντρική CPU και δημιουργεί υπολογιστικούς πυρήνες που φορτώνονται για εκτέλεση στις συσκευές επιτάχυνσης, όπως οι GPU. Για πολλές κατηγορίες εφαρμογών, αυτό έχει ως αποτέλεσμα σημαντικά κέρδη απόδοσης και εξοικονόμησης ενέργειας, αφού τα πιο σημαντικά μέρη του προγράμματος εκτελούνται στις εξειδικευμένες και βελτιστοποιημένες συσκευές επιτάχυνσης. Αυτή η εργασία συμβάλλει στη σχεδίαση και την υλοποίηση ενός μαζικά πολυνηματικού, υπερκλιμακωτού πυρήνα, τον Matzic, που λειτουργεί ως επιταχυντής ικανός να υποστηρίζει μοντέλα προγραμματισμού τύπου OpenCL και CUDA. Ο Matzic χρησιμοποιεί την ανοιχτή αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (ISA) RISC-V που γίνεται όλο και πιο δημοφιλής τα τελευταία χρόνια. Ο πυρήνας διατηρεί περιεχόμενο κατάστασης για έως και 256 νήματα, μπορεί να εκδώσει έως και 4 ανεξάρτητες εντολές ανά νήμα σε κάθε κύκλο και περιέχει 7 συμπλέγματα εκτέλεσης με διαφορετικούς τύπους μονάδων εκτέλεσης. Ο πυρήνας μπορεί επίσης να εκδώσει έως και 512 εκκρεμείς λειτουργίες μνήμης. Υλοποιούμε και επαληθεύουμε τον Matzic χρησιμοποιώντας SystemVerilog επιπέδου μεταφοράς καταχωρητών (RTL) και αξιολογούμε την απόδοση μέσω προσομοίωσης RTL και κώδικα που μεταγλωττίζεται χρησιμοποιώντας την αλυσίδα εργαλείων GNU RISC-V. Επιπλέον, αξιολογούμε τη χρήση πόρων του σχεδίου πάνω σε μία Xilinx Kintex Ultrascale FPGA. Τέλος, δοκιμάζουμε και επαληθεύουμε τον Matzic σε ένα σχέδιο για FPGA που περιέχει μια CVA6 (Ariane) RISC-V CPU, που λειτουργεί ως ο κύριος επεξεργαστής και εκτελεί το λειτουργικό σύστημα (OS) Linux, 2 GByte DDR3 DRAM για κύρια μνήμη, τον πυρήνα μας Matzic και μια πρόσθετη μονάδα καθυστέρησης μνήμης που χρησιμοποιείται για τη μελέτη διαφόρων καθυστερήσεων πρόσβασης στη DRAM.
|
Φυσική περιγραφή |
iv, 70 σ. : σχεδ., πιν., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ. |
Γλώσσα |
Αγγλικά |
Θέμα |
Accelerators |
|
Computer architecture |
|
Matzic |
|
Muda |
|
Social network analysis |
|
Superscalar processor |
|
Αρχιτεκτονική υπολογιστών |
|
Επεξεργαστής |
|
Επιταχυντές |
|
Πολυνηματικός |
|
Υπερκλιμακωτός επεξεργαστής |
Ημερομηνία έκδοσης |
2022-12-02 |
Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
|
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
Μόνιμη Σύνδεση |
https://elocus.lib.uoc.gr//dlib/f/c/8/metadata-dlib-1669108135-432554-672.tkl
|
Εμφανίσεις |
470 |