CAJ | 학술논문

近年来电子设计自动化(EDA)研究人员尝试利用图形处理器(graphic processing unit,GPU)提供的高性能计算能力对IC参数分析进行加速研究.为了利用GPU进行电源线/地线网络(power/ground network,P/G网)快速分析,设计了一种基于经典的连续过松弛(successive over-relaxation,SOR)算法的高效P/G网分析并行算法.基于GPU并行计算加速原理,此算法进行了如下改进:1)采用红-黑次序的松弛策略.将所有的节点分为红黑两类,红色节点的所有邻点只有黑色节点、黑色节点的所有邻点只有红色节点,红色节点与黑色节点交替松弛,保证了GPU并行计算中的数据一致性.对于具有N个节点的P/G网而言,一次红色节点或黑色节点松弛可以同时对N/2个节点进行松弛操作,即理论上可以同时启动N/2个并行线程.2)优化数据结构.实现了对数据空间的合并访问,以保证对GPU全局存储空间的最优访问.3)在共享存储器内通过并行归约对松弛标记进行快速统计,同时利用zero-copy技术进行松弛标记的快速拷贝,以快速决定是否继续松弛.大量的实验结果表明:与单线程的CPU程序相比,此算法的加速倍数随GPU所提供物理线程的数目增加而线性增加,可以获得最大242倍的加速效果,是目前EDA研究领域中加速效果最好的GPU算法.
근년래전자설계자동화(EDA)연구인원상시이용도형처리기(graphic processing unit,GPU)제공적고성능계산능력대IC삼수분석진행가속연구.위료이용GPU진행전원선/지선망락(power/ground network,P/G망)쾌속분석,설계료일충기우경전적련속과송이(successive over-relaxation,SOR)산법적고효P/G망분석병행산법.기우GPU병행계산가속원리,차산법진행료여하개진:1)채용홍-흑차서적송이책략.장소유적절점분위홍흑량류,홍색절점적소유린점지유흑색절점、흑색절점적소유린점지유홍색절점,홍색절점여흑색절점교체송이,보증료GPU병행계산중적수거일치성.대우구유N개절점적P/G망이언,일차홍색절점혹흑색절점송이가이동시대N/2개절점진행송이조작,즉이론상가이동시계동N/2개병행선정.2)우화수거결구.실현료대수거공간적합병방문,이보증대GPU전국존저공간적최우방문.3)재공향존저기내통과병행귀약대송이표기진행쾌속통계,동시이용zero-copy기술진행송이표기적쾌속고패,이쾌속결정시부계속송이.대량적실험결과표명:여단선정적CPU정서상비,차산법적가속배수수GPU소제공물리선정적수목증가이선성증가,가이획득최대242배적가속효과,시목전EDA연구영역중가속효과최호적GPU산법.