一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构制造技术

本发明专利技术公开了一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，包括中央控制单元

【技术实现步骤摘要】
一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构


[0001]本专利技术涉及计算架构领域，特别涉及一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构
。

技术介绍

[0002]异构计算系统上进行的行计算通常称为异构计算，异构计算是一种特决形式的并行和分布式计算，它或是用能同时支持
SIMD
方式和
MIMD
方式的单个独立计算机，或是用由高速网络互连的一组独立计机来完成计算任务，它能协调地使用性能
、
结构各异地机器以满足不同的计算需求，并使代码能以获取最大总体性能方式来执行，异构计算具有如下的一些要素：它所使用的计算资源具有多种类型的计算能力，如
SIMD、MIMD、
向量
、
标量
、
专用等；它需要识别计算任务中各子任务的并行性需求类型；它需要使具有不同计算类型的计算资源能相互协调运行；它既要开发应用问题中的并行性，更要开发应用问题中的异构性，即追求计算资源所具有的计算类型与它所执行的任务类型之间的匹配性；它追求的最终目标是使计算任各的执行具有最短时间
。
[0003]异构计算技术是一种使计算任务的并行性类型与机器能有效支持的计算类型最相匹配
、
最能充分利用各种计算资源的并行和分布计算技术，而在使用异构计算架构处理计算任务时，常常会遇到多中多样类型的计算任务，往往不同计算任务需要使用不同的计算方式进行处理，已达到高效和快速处理的目的，而常见的计算架构不便于对多样化的计算任务进行高效处理，降低计算架构的适用性，并且增加服务器的能耗
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，包括中央控制单元
、
算数逻辑单元
、
指令内存单元
、
数据内存单元和输入输出接口，所述中央控制单元用于将多个核心集成到一个单一的处理器上，所述算数逻辑单元用于实现多组算术运算和逻辑运算，所述指令内存单元用于对中央控制单元发出的指令进行存储，所述数据内存单元用于对算数逻辑单元产生的数据进行存储，所述输入输出接口用于将中央控制单元与外部线路进行连接
。
[0006]优选的，所述中央控制单元包括指令输入
、
逻辑算法模块
、CPU
模块和
SVMS
模块，所述指令输入用于接收输入输出接口接收到的指令，所述逻辑算法模块用于对接收的指令进行逻辑运算和判断，所述
CPU
模块用于对多条指令进行处理，所述
SVMS
模块用于实现高性能处理多种负载
。
[0007]优选的，所述
CPU
模块由
GPU
模块和
FPGA
模块组成，所述
GPU
模块用于和
CPU
模块配合进行图形处理，所述
FPGA
模块用于对指令处理起到加速的作用
。
[0008]优选的，所述
FPGA
模块包括多路复用器
、
触发器
、
输入输出模块和内嵌单元组成，
所述多路复用器用于对外部电子电路信号进行接收，所述触发器用于对多路复用器接收的信号进行响应
。
[0009]优选的，所述输入输出模块用于为系统设计提供理想的接口桥接并且提供灵活的
I/O
支持，所述内嵌单元用于为
FPGA
模块提供计时等辅助功能
。
[0010]优选的，所述
SVMS
模块包括标量算法
、
矢量算法
、
矩阵算法和空间算法，所述标量算法
、
矢量算法
、
矩阵算法和空间算法用于对图形数据进行计算处理，所述标量算法
、
矢量算法
、
矩阵算法和空间算法用于进行多种异构处理器组合并且实现高性能处理多种负载
。
[0011]优选的，所述算数逻辑单元
、
指令内存单元
、
数据内存单元和输入输出接口分别与中央控制单元相连接，所述中央控制单元用于控制算数逻辑单元
、
指令内存单元
、
数据内存单元和输入输出接口的运行
。
[0012]优选的，所述
GPU
模块和
FPGA
模块分别与
CPU
模块相连接，所述
CPU
模块用于控制
GPU
模块和
FPGA
模块的运行
。
[0013]本专利技术的技术效果和优点：
[0014]本专利技术通过逻辑算法模块
、CPU
模块
、GPU
模块
、FPGA
模块和
SVMS
模块配合的方式，通过算数逻辑单元对接收到的指令进行二位元运算，并且将运算结果传输至中央控制单元，利用逻辑算法模块对接收到的指令进行二位元运算，并且根据二位元运算进行判断，将指令传输至
CPU
模块或是
SVMS
模块，再由
CPU
模块对逻辑算法模块传输的指令进行接收和处理，并且对指令进行二位元运算，判断指令传输至
GPU
模块或是
FPGA
模块，利用逻辑算法模块和
CPU
模块对指令进行处理和判断，选择
SVMS
模块架构
、CPU
模块
+GPU
模块架构和
CPU
模块
+FPGA
模块架构对指令进行处理，便于对多样化的计算任务进行分类计算处理，满足计算架构对多样化计算任务处理的要求，提高计算能力，降低服务器功耗
。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中央控制单元处流程结构示意图
。
[0016]图2为本专利技术逻辑算法模块处流程结构示意图
。
[0017]图3为本专利技术
FPGA
模块处流程结构示意图
。
[0018]图4为本专利技术
SVMS
模块处流程结构示意图
。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0020]本专利技术提供了如图1‑4所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，其特征在于，包括中央控制单元
、
算数逻辑单元
、
指令内存单元
、
数据内存单元和输入输出接口，所述中央控制单元用于将多个核心集成到一个单一的处理器上，所述算数逻辑单元用于实现多组算术运算和逻辑运算，所述指令内存单元用于对中央控制单元发出的指令进行存储，所述数据内存单元用于对算数逻辑单元产生的数据进行存储，所述输入输出接口用于将中央控制单元与外部线路进行连接
。2.
根据权利要求1所述的一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，其特征在于，所述中央控制单元包括指令输入
、
逻辑算法模块
、CPU
模块和
SVMS
模块，所述指令输入用于接收输入输出接口接收到的指令，所述逻辑算法模块用于对接收的指令进行逻辑运算和判断，所述
CPU
模块用于对多条指令进行处理，所述
SVMS
模块用于实现高性能处理多种负载
。3.
根据权利要求2所述的一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，其特征在于，所述
CPU
模块由
GPU
模块和
FPGA
模块组成，所述
GPU
模块用于和
CPU
模块配合进行图形处理，所述
FPGA
模块用于对指令处理起到加速的作用
。4.
根据权利要求3所述的一种满足多样化计算任务需求的异构计算架构，其特征在于，所述
FPGA
模块包括多路复用器
、
触发器
、
输入输出模块和内嵌单元组成，所述多路复用器用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：董贇，蒙琦，艾徐华，刘凯杰，银源，陈昭利，杨崇富，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：