С.Я. Гильгурт, канд. техн. наук
Ин-т проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины
(Украина, 03164 Киев, ул. Генерала Наумова, 15,
тел.(044) 4249163, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)
АННОТАЦИЯ
Проаналізовано широке коло питань, пов'язаних із перспективним класом високопродуктивних цифрових пристроїв — реконфігуровними обчислювачами на базі програмованих логічних інтегральних схем. Проведено порівняльний аналіз з іншими класами приєднаних обчислювачів, призначених для прискорення розв'язування ресурсомістких задач на персональних комп'ютерах і в складі кластерних систем. Досліджено складності, що перешкоджають розповсюдженню реконфігуровних обчислювачів, проаналізовано шляхи їх вирішення.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
ПЛИС, реконфигурируемый унифицированный вычислитель, сопроцессор, ускоритель.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hauck S. The Roles of FPGAs in Reprogrammable Systems // Proc. of IEEE. — 1998. — Vol. 86, № 4. — P. 615—639.
2. Gokhale M.B., Graham P.S. Reconfigurable Computing: Accelerating Computation with Field-Programmable Gate Arrays. — Springer Netherland. — 2005. — 238 p.
3. Bovay J., Henderson B., Hsin-Ying Lin, Wadleigh K. Accelerators for High Performance Computing Investigation // High Performance Computing Division Hewlett-Packard Company. [Электронный ресурс] LastUpdate: 01/24/2007—Режим доступа: http://www.hp.com./techservers/hpccn/hpccollaboration/ADCatalyst/downloads/accelerators.pdf.
4. Reconfigurable Computing: the Theory and Practice of FPGA-based Computation. Edited by S. Hauck, A. DeHon. Amsterdam: Morgan Kaufmann/Elsevier, 2008. —908 p.
5. Максфилд К. Проектирование на ПЛИС. Курс молодого бойца. — М. : Изд. дом «Додэка-XXI», 2007.— 408 с.
6. Левин И.И. Модульно-наращиваемая многопроцессорная вычислительная система со структурно-процедурной организацией вычислений на основе ПЛИС-технологии // Искусственный интеллект. — 2003. — № 4. — С. 446— 453.
7. Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А. Архитектура семейства реконфигурируемых вычислительных систем на основе ПЛИС // Искусственный интеллект. — 2008. — № 3. — С. 663—673.
8. Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А., Шмойлов В.И. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры. Под общ. ред. И.А. Каляева. 2-е изд., перераб. и доп. — Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2009. — 344 с.
9. Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А., Дордопуло А.И. Реконфигурируемые вычислительные системы на основе ПЛИС семейства VIRTEX-6 // Вест. Уфимского гос. авиационного технического ун-та (УГАТУ). — 2011. — 15, № 5. — С. 148—154.
10. Мельник А.О., Мохаммад Аль Хабабсах Програмні спеціалізовані процесори для реконфігуровних прискорювачів універсальних комп'ютерів // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. — 2008.— Вип. 426. Фізика. Електроніка. — С. 20—25.
11. Мельник А.О., Мельник В.А., Сарайрех З.Т. Використання реконфігуровaних прискорювачів для підвищення продуктивності персональних комп'ютерів // Наук. вісн. Чернівецького ун-ту. Комп'ютерні системи та компоненти.—2010.—Т. 1, вип. 1.— С. 20—25.
12. Мельник В.А., Сарайрех З. Самоконфігуровні апаратні прискорювачі обчислень в комп'ютерах // Вісн. Нац. ун-ту «Львівська політехніка». «Комп'ютерні системи та мережі».— 2010. — № 688. — С. 163—171.
13. Мельник А.О., Мельник В.А. Персональні суперкомп'ютери: архітектура, проектування, застосування. — Львів: Вид-во «Львівської політехніки», 2013. — 516 с.
14. Палагин А.В., Опанасенко В.Н. Реконфигурируемые вычислительные системы: Основы и приложения. — К. : «Просвіта», 2006. — 280 с.
15. Опанасенко В.Н. Высокопроизводительные реконфигурируемые компьютеры на базе FPGA // Проблеми інформатизації та управління. Зб. наук. праць НАУ. — 2009. — Вип. 3 (27). — С. 114—118.
16. Соловьев В.В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. — М. : Горячая линия — Телеком, 2001. — 636 с.
17. Бибило П.Н. Синтез логических схем с использованием языка VHDL. —М. : СОЛОН - Р, 2002.— 384 с.
18. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. — СПб. : БХВ-Петербург, 2002. — 608 с.
19. Сергиенко А.М. VHDL для проектирования вычислительных устройств. — Киев: ЧП «Корнейчук», ООО «ТИД «ДС», 2003. — 208 с.
20. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы Altera: элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры. — М. : Изд. дом «Додэка-XXI», 2002. — 576 с.
21. Зотов В.Ю. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на основе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР WebPACK ISE.—М. : Горячая линия-Телеком, 2006.—520 с.
22. Гильгурт С.Я. Применение типовых устройств на базе программируемой логики для решения вычислительных задач // Тез. докл. II междунар. конф. «Параллельные вычисления и задачи управления». 4—6 окт. 2004 г.—М. : Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2004.— С. 514—530.
23. Гильгурт С.Я., Гиранова А.К. Программное обеспечение для тестирования аппаратных средств реконфигурируемых вычислителей // Моделювання та інформаційні технології. Зб. наук. пр. ІПМЕ НАН України. — 2006. — Вип. 38. — С. 8—14.
24. Гильгурт С.Я., Гиранова А.К. Некоторые вопросы обмена данными между персональным компьютером и реконфигурируемым устройством // Там же. — 2007. — Вип. 43. — С. 86—94.
25. Гиранова А.К. Анализ программного обеспечения реконфигурируемых вычислителей // Там же. — 2007.— Вип. 41. — С. 43—48.
26. Гильгурт С.Я. Анализ существующих унифицированных вычислителей для выполнения ресурсоемких расчетов // Там же. — 2008. — Вип. 48. — С. 115—120.
27. Гильгурт С.Я. О применении реконфигурируемых унифицированных вычислителей для решения научно-технических задач / Параллельные вычислительные технологии // Тр. междунар. науч. конф. Санкт-Петербург, 28 января — 1 февраля 2008 г. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2008.— С. 358—363.
28. Гильгурт С.Я. Некоторые вопросы применения реконфигурируемых вычислителей для решения задач компьютерного моделирования // Тез. доп. XXVI наук.-техн. конф. «Моделювання» — Київ: Ін-т проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України, 2008.— С. 411—415.
29. Гильгурт С.Я. Обзор современных реконфигурируемых унифицированных вычислителей // Моделювання та інформаційні технології. Зб. наук. пр. ІПМЕ НАН України. — 2008.— Вип. 49. — С. 17—24.
30. Гильгурт С.Я. Анализ применения унифицированных вычислителей в интеллектуальных системах // Искусственный интеллект. — 2009. — № 1. — С. 144—148.
31. Гильгурт С.Я. Анализ типовых режимов обмена данными с реконфигурируемыми вычислителями // Зб. наук. пр. ІПМЕ НАН України.—2011.—Вип. 59.—С. 113—121.
32. Гиранова А.К. Разработка пакета программ для проведения экспериментов с реконфигурируемыми вычислителями // Там же. — 2011. — Вип. 59. — C. 124—129.
33. Smart Connected Devices in Emerging Markets to Surpass 1 Billion Unit Shipments by 2014 with More Than 60% Going to BRIC Countries, According to IDC — Press Release [Электронный ресурс] Last Update: 06/10/2013. — Режим доступа: — http://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS24154913 .
34. Starbridge: The Hypercomputing Company. [Электронный ресурс]—Режим доступа:—http://www.starbridgesystems.com
35. Ройзензон Г.В. Выбор вычислительных кластеров на основе анализа количественной и качественной информации // Искусственный интеллект.—2004.—№ 2.—С. 73—79.
36. Якуба А.А., Комухаев Э.И., Рябчун С.Г. Развитие ускорителей специализированных вычислений // Математичні машини і системи — 2010. — № 2. — С. 10—20.
37. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. — Изд. 3-е перераб. и доп. — СПб. : БХВ-Петербург, 2003. — 448 с.
38. AMD о перспективах многоядерности. [Электронный ресурс] —http://www. overclockers.ru/hardnews/24205/AMD—o perspektivahmnogoyadernosti.html - 15.12.2006 05:47.—Режим
доступа:— http://www.overclockers.ru/hardnews/24205/AMD—o perspektivah mnogoyadernosti.html.
39. AMD Accelerated Processing Units/AMD. [Электронный ресурс].— Режим доступа: — http://www.amd.com/us/products/technologies/apu/ Pages/apu.aspx
40. Боресков А.В., Харламов А.А. Основы работы с технологией CUDA. — М. : ДМК Пресс, 2010.— 232 с.
41. The Intel Xeon Phi Coprocessor: Parallel Processing, Unparalleled Discovery / Intel.[Электронный ресурс]. — Режим доступа: — http://www.intel.com/content/www/us/en/high-performance-computing/high-performance-xeon-phi-coprocessor-brief.html.
42. TOP500 Supercomputer sites. [Электронный ресурс].— Режим доступа: —http://www.top500.org
43. FPGA Boards and Systems. [Электронный ресурс].—Last Update: 07/09/2013—Режим доступа: — http://www.fpga-faq.com/ FPGA_Boards.shtml.
44. Боресков А.В. и др. Параллельные вычисления на GPU. Архитектура и программная модель CUDA. — М. : Изд-во Московского университета, 2012. — 336 с.
45. Xilinx. [Электронный ресурс].— Режим доступа:— http://www.xilinx.com.
46. Altera. [Электронный ресурс].— Режим доступа:— http://www.altera.com.
47. Intel Quickpath Interconnect Maximizes Multi-Core Performance / Intel. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: — http://www.intel.com/content/www/us/en/io/quickpath-technology/quickpath-technology-general.html
48. AMD HyperTransport Technology / AMD. [Электронный ресурс].—Режим доступа:—http: //www.amd.com/us/products/technologies/hypertransport-technology/Pages/hypertransport-technology.aspx.
49. Akella S., Wake H.E., Davis J. P., Buell D.A. Porting EDIF Netlists to the Viva Environment for Integrated Custom Computing Applications / MAPLD-2003: Military Applications of Programmable Logic Devices [Электронный ресурс]. — Режим доступа: — http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.134.1956&rep=repl&type=pdf.
50. FHPCA. [Электронный ресурс].— Режим доступа:— http://www.fhpca.org.
51. OpenСores. [Электронный ресурс].— Режим доступа: — http://www.opencores.org.
52. Convey Computer. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: — http://www.conveycomputer.com.
53. Bakos J.D. High-Performance Heterogeneous Computing with the Convey HC-1 // Computingin Science and Engineering. — 2010. — Vol. 12, №. 6. — Р. 80—87.
54. The open standard for parallel programming of heterogeneous systems / Khronos group. [Электронный ресурс].— Режим доступа: — http://www.khronos.org/opencl/.
55. Munshi A., Gaster B., Mattson T., Fung J. OpenCL Programming Guide. —Boston: AddisonWesley Professional, 2011.— 603 p.
56. Implementing FPGA Design with the OpenCL Standard / Altera Corporation. [Электронный ресурс]. — WP-01173-1.0, November 2011. — Режим доступа: — http://www.altera.com/literature/wp/ wp-01173-opencl.pdf.
57. Гильгурт С. Я. О применении стандарта OpenCL для создания реконфигурируемых устройств на базе ПЛИС // Зб. наук. пр. ІПМЕ НАН України.—2012.—Вип. 62.— С. 3—11.
58. Лаврентьева Н. Россия и Евросоюз сделают суперкомпьютеры быстрее и эффективнее [Электронный ресурс].— Режим доступа: — http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2011/03/ 18/432521/.
59. Mutke E.M. Putting Personality into High Performance Computing // Fruhjahrstreffen des ZKI-Arbeitskreises. — «Supercomputing». 19—20 Mai 2011. — DESY, Zeuthen.
ГИЛЬГУРТ Сергей Яковлевич, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. Ин-та проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины. В 1986 г. окончил Киевский ин-т инженеров гражданской авиации. Область научных исследований — реконфигурируемые вычисления и процессоры с гибкой архитектурой.
Полный текст: PDF (русский)