可重构众核流处理器体系结构关键技术研究的中期报告-中期报告-可重构众核流处理器体系结构关键技术研究1.研究背景与意义可重构众核流处理器是一种新型处理器，具有可以在运行时动态调整计算核心数量和结构的灵活性、支持流水线并行处理的高效性以及可以根据应用需求配置计算单元的可定制性等优点。因此，可重构众核流处理器在计算机科学和工程领域中具有广泛的应用前景。然而，由于其灵活性和可定制性的需求，可重构众核流处理器的体系结构设计和优化面临着许多挑战。首先，如何设计具有较高效能和可扩展性的内存层次结构是一个重要的问题。其次，如何进行任务调度和负载均衡以实现高效的计算资源利用也是一个关键问题。此外，如何支持多种流处理方式和流水线并行处理实现高效的指令流和数据流调度也是一个重要的技术挑战。因此，开展可重构众核流处理器体系结构关键技术研究具有重要的理论和实践意义。2.研究内容和进展2.1内存层次结构设计与优化由于可重构众核流处理器中的计算核心数量和结构可以动态调整，使得内存结构和访存方式也需要动态调整以适应当前的计算需求。因此，设计具有高效性和可扩展性的内存层次结构是可重构众核流处理器体系结构优化的重要方向。在此方向上，我们进行了如下研究工作：-提出了一种新的基于VMAT的内存映射机制，实现了可重构计算系统中低功耗高性能的内存访问。-提出了一种基于数据结构和编译优化技术的内存层次结构设计方法，实现了内存设备的性能优化和计算资源利用率提高。-提出了一种基于抽象语法树的内存层次结构快速配置方法，实现了运行时根据应用需求动态配置内存层次结构。2.2任务调度与负载均衡可重构众核流处理器中的计算核心可以动态调整，使得数据流和计算任务的调度和负载均衡也需要动态调整以实现高效的计算资源利用和性能优化。在此方向上，我们进行了如下研究工作：-提出了一种基于混合遗传优化算法的任务调度算法，可以有效地针对大规模数据流场景进行任务调度。-提出了一种基于贪心算法的负载均衡算法，可以根据计算资源的实时使用情况进行动态调整，实现高效的计算资源利用和性能优化。2.3多种流处理模式和流水线并行处理技术可重构众核流处理器支持多种流处理方式和流水线并行处理技术，具有灵活性和高效性，但需要设计高效的指令流和数据流调度技术，以实现高效的计算资源利用和性能优化。在此方向上，我们进行了如下研究工作：-提出了一种基于流图分解和动态调整的管线并行处理技术，利用众核资源实现高效的并行计算，优化了计算资源利用率和性能。-提出了一种基于控制流和数据流调度技术的流处理转换方法，可以实现不同流处理方式之间的无缝转换以应对复杂的应用场景。3.研究计划和展望针对可重构众核流处理器体系结构关键技术研究中存在的问题和挑战，我们将继续深入开展研究，在以下几个方向上进行探索：-基于机器学习的内存访问预测技术，提高内存访问效率和可扩展性。-针对大规模数据流场景提出更加高效的任务调度算法，提高计算资源利用率和性能。-针对计算资源及数据访问带宽资源的不确定性与动态变化问题，提出更加灵活的流调度算法，以提高计算资源利用率和性能。-探索流处理转换技术的使用，研究实现多种流处理方式之间的无缝转换的技术方案。通过继续开展关键技术研究，我们期望能够在可重构众核流处理器体系结构关键技术的研究方向上达到更加深远和广泛的应用。