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Direct xPU:一种新型节点间通信优化的分布式异构计算架构
1
作者
李仁刚
王彦伟
+4 位作者
郝锐
肖麟阁
杨乐
杨广文
阚宏伟
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期1388-1400,共13页
人工智能大模型应用的爆发式增长,使得难以依靠单一节点、单一类型的算力实现应用的规模部署,分布式异构计算成为主流选择,而节点间通信成为大模型训练或推理过程中的主要瓶颈之一.目前,主要由GPU,FPGA等头部芯片厂商所主导的各种计算...
人工智能大模型应用的爆发式增长,使得难以依靠单一节点、单一类型的算力实现应用的规模部署,分布式异构计算成为主流选择,而节点间通信成为大模型训练或推理过程中的主要瓶颈之一.目前,主要由GPU,FPGA等头部芯片厂商所主导的各种计算架构的节点间通信方案还存在一些问题.一方面,为了追求极致的节点间通信性能,一部分架构选择使用协议简单而可扩展性差的点对点传输方案.另一方面,传统的异构计算引擎(例如GPU)虽然在内存、计算管线等算力要素方面独立于CPU,但在通信要素方面却缺少专属的网络通信设备,需要完全或部分借助于CPU通过PCIe等物理链路来处理异构计算引擎与共享网络通信设备之间的通信.所实现的Direct xPU分布式异构计算架构,使得异构计算引擎在算力要素和通信要素两方面均具有独立的、专属的设备,实现了数据的零拷贝,并进一步消除了节点间通信过程中处理跨芯片传输数据所带来的能耗和延迟.测试结果表明,Direct xPU取得了与追求极致的节点间通信性能的计算架构相当的通信延迟,带宽接近物理通信带宽的上限.
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关键词
节点间通信
FPGA
GPU
RDMA
零拷贝
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职称材料
后向散射辅助无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案
被引量：
3
2
作者
毛科技
吴旻媛
+2 位作者
黄亮
张书彬
池凯凯
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期1787-1794,共8页
本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段...
本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案。接着,将最大化总吞吐量问题建模为非线性优化问题,并证明其凸特性。最后,基于后向散射时长与节点能量捕获时长阈值的关系,将该问题分解为多个仅需优化后向散射时长的子问题,并设计高效的两层黄金分割搜索算法来求解子问题。基于子问题的最优解来得到原问题的最优解。仿真结果表明,与纯主动通信方案和纯后向散射通信方案比,所提出的方案能有效地提高吞吐量。
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关键词
无线供能通信网络
后向散射通信
凸优化
节点间通信
吞吐量
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职称材料
无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案
被引量：
2
3
作者
毛科技
吴旻媛
池凯凯
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期564-570,共7页
目前针对无线供能通信网络的研究主要考虑节点发送数据到网关的场景,很少考虑节点间通信的场景。本文研究邻近节点对之间的高吞吐量通信问题,通过最优化能量供给时长与数据发送时长来达到较优的吞吐量。具体来说,研究节点对的总吞吐量...
目前针对无线供能通信网络的研究主要考虑节点发送数据到网关的场景,很少考虑节点间通信的场景。本文研究邻近节点对之间的高吞吐量通信问题,通过最优化能量供给时长与数据发送时长来达到较优的吞吐量。具体来说,研究节点对的总吞吐量最大化问题,首先将其建模为非线性优化问题,接着证明其凸特性,最后设计了一个结合黄金分割搜索和二分搜索的高效算法来获得最佳时间分配。另外,研究较差节点吞吐量最大化问题,同样证明其凸特性并且设计一个基于黄金分割搜索的高效算法来获得最佳时间分配。仿真结果表明,最大化较差节点吞吐量要比最大化总吞吐量更具公平性,但以降低总吞吐量为代价。
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关键词
无线供能通信网络
节点间通信
凸优化
吞吐量最大化
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职称材料
分布式IPv6路由器转发系统设计与实现
4
作者
王海滨
徐明伟
李锁刚
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2005年第10期1719-1723,共5页
为了实施下一代互联网络,需要实现IPv6协议的高性能路由器．转发系统负责路由器的核心功能——IPv6分组的转 发．提出了一种分布式高性能IPv6路由器的转发系统的设计和实现方案,包括分布式的IPv6分组转发机制,用于板间IPv6分 组传递的...
为了实施下一代互联网络,需要实现IPv6协议的高性能路由器．转发系统负责路由器的核心功能——IPv6分组的转 发．提出了一种分布式高性能IPv6路由器的转发系统的设计和实现方案,包括分布式的IPv6分组转发机制,用于板间IPv6分 组传递的分布式分组缓冲管理机制,基于分布式的结构实现的IPv6核心协议,以及用于转发系统的协议数据和配置信息管理 的分布式控制消息通信机制．该系统已经在国家“八六三”重大科技项目“高性能IPv6路由器”上得到实现和应用．
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关键词
IPV6协议
分布式路由器
分组转发
板间通信
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职称材料
题名
Direct xPU:一种新型节点间通信优化的分布式异构计算架构
1
作者
李仁刚
王彦伟
郝锐
肖麟阁
杨乐
杨广文
阚宏伟
机构
清华大学计算机科学与技术系
浪潮(北京)电子信息产业有限公司
广东浪潮智慧计算技术有限公司
出处
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期1388-1400,共13页
基金
广东省重点领域研发计划项目(2021B0101400001)。
文摘
人工智能大模型应用的爆发式增长,使得难以依靠单一节点、单一类型的算力实现应用的规模部署,分布式异构计算成为主流选择,而节点间通信成为大模型训练或推理过程中的主要瓶颈之一.目前,主要由GPU,FPGA等头部芯片厂商所主导的各种计算架构的节点间通信方案还存在一些问题.一方面,为了追求极致的节点间通信性能,一部分架构选择使用协议简单而可扩展性差的点对点传输方案.另一方面,传统的异构计算引擎(例如GPU)虽然在内存、计算管线等算力要素方面独立于CPU,但在通信要素方面却缺少专属的网络通信设备,需要完全或部分借助于CPU通过PCIe等物理链路来处理异构计算引擎与共享网络通信设备之间的通信.所实现的Direct xPU分布式异构计算架构,使得异构计算引擎在算力要素和通信要素两方面均具有独立的、专属的设备,实现了数据的零拷贝,并进一步消除了节点间通信过程中处理跨芯片传输数据所带来的能耗和延迟.测试结果表明,Direct xPU取得了与追求极致的节点间通信性能的计算架构相当的通信延迟,带宽接近物理通信带宽的上限.
关键词
节点间通信
FPGA
GPU
RDMA
零拷贝
Keywords
inter
-
node
communication
FPGA
GPU
RDMA
zero
copy
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
后向散射辅助无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案
被引量：
3
2
作者
毛科技
吴旻媛
黄亮
张书彬
池凯凯
机构
浙江工业大学计算机科学与技术学院
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期1787-1794,共8页
基金
国家自然科学基金项目(61872322)
浙江省重点研发项目(2018C01082)
浙江省公益性技术应用研究计划项目(LGG18F020018,LGG18F030012)。
文摘
本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案。接着,将最大化总吞吐量问题建模为非线性优化问题,并证明其凸特性。最后,基于后向散射时长与节点能量捕获时长阈值的关系,将该问题分解为多个仅需优化后向散射时长的子问题,并设计高效的两层黄金分割搜索算法来求解子问题。基于子问题的最优解来得到原问题的最优解。仿真结果表明,与纯主动通信方案和纯后向散射通信方案比,所提出的方案能有效地提高吞吐量。
关键词
无线供能通信网络
后向散射通信
凸优化
节点间通信
吞吐量
Keywords
wireless
powered
communication
network
backscatter
communication
convex
optimization
inter
-
node
communication
throughput
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
下载PDF
职称材料
题名
无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案
被引量：
2
3
作者
毛科技
吴旻媛
池凯凯
机构
浙江工业大学计算机科学与技术学院
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期564-570,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61872322)
浙江省公益性技术应用研究计划项目(LGG18F020018,LGG18F030012)。
文摘
目前针对无线供能通信网络的研究主要考虑节点发送数据到网关的场景,很少考虑节点间通信的场景。本文研究邻近节点对之间的高吞吐量通信问题,通过最优化能量供给时长与数据发送时长来达到较优的吞吐量。具体来说,研究节点对的总吞吐量最大化问题,首先将其建模为非线性优化问题,接着证明其凸特性,最后设计了一个结合黄金分割搜索和二分搜索的高效算法来获得最佳时间分配。另外,研究较差节点吞吐量最大化问题,同样证明其凸特性并且设计一个基于黄金分割搜索的高效算法来获得最佳时间分配。仿真结果表明,最大化较差节点吞吐量要比最大化总吞吐量更具公平性,但以降低总吞吐量为代价。
关键词
无线供能通信网络
节点间通信
凸优化
吞吐量最大化
Keywords
wireless
power
communication
network
inter
-
node
communication
convex
optimization
throughput
maximization
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
分布式IPv6路由器转发系统设计与实现
4
作者
王海滨
徐明伟
李锁刚
机构
清华大学计算机科学与技术系
出处
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2005年第10期1719-1723,共5页
基金
国家自然科学基金项目(90104002和60373010)资助国家"九七三"项目(2003CB314801)资助.
文摘
为了实施下一代互联网络,需要实现IPv6协议的高性能路由器．转发系统负责路由器的核心功能——IPv6分组的转 发．提出了一种分布式高性能IPv6路由器的转发系统的设计和实现方案,包括分布式的IPv6分组转发机制,用于板间IPv6分 组传递的分布式分组缓冲管理机制,基于分布式的结构实现的IPv6核心协议,以及用于转发系统的协议数据和配置信息管理 的分布式控制消息通信机制．该系统已经在国家“八六三”重大科技项目“高性能IPv6路由器”上得到实现和应用．
关键词
IPV6协议
分布式路由器
分组转发
板间通信
Keywords
IPv6
distributed
router
packet
forwarding
inter
-
node
communication
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Direct xPU:一种新型节点间通信优化的分布式异构计算架构
李仁刚
王彦伟
郝锐
肖麟阁
杨乐
杨广文
阚宏伟
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
后向散射辅助无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案
毛科技
吴旻媛
黄亮
张书彬
池凯凯
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
3
无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案
毛科技
吴旻媛
池凯凯
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
4
分布式IPv6路由器转发系统设计与实现
王海滨
徐明伟
李锁刚
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2005
0
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职称材料
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