金年會jinnianhuicom金年會誠信信譽(yù)至上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所長期從事新型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、高性能計(jì)算機(jī)、分布式并行計(jì)算、嵌入式基礎(chǔ)支撐技術(shù)和嵌入式產(chǎn)品的研究與開發(fā)。在高性能計(jì)算及相關(guān)技術(shù)方面凝聚了一支由中國著名高性能計(jì)算機(jī)科學(xué)家祝明發(fā)教授和肖利民教授為學(xué)術(shù)帶頭人的高素質(zhì)、結(jié)構(gòu)合理、科研創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐互相 促進(jìn)的特色突出的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)。學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)的主要成員長期從事高性能計(jì)算及相關(guān)技術(shù)的研發(fā)工作，在高性能計(jì)算領(lǐng)域取得若干具有世界先進(jìn)水平、在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界均具影響力的標(biāo)志性創(chuàng)新成果，曾主持、組織、參與完成“深騰7000”、“深騰6800”、“深騰1800”、“深騰2600”、“曙光3000”、 “曙光2000-II”、“曙光2000-I”、“曙光1000”系列國產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)等一大批國家重大科研成果，獲國家科技進(jìn)步一等獎和二等獎、中科院科技進(jìn)步特等獎和一等獎、北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎、信產(chǎn)部信息產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)發(fā)明獎、科技部國家重點(diǎn)新產(chǎn)品獎、教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎等十多項(xiàng)國家級和部級科 技獎勵(lì)。
在操作系統(tǒng)方面，研究所是國內(nèi)最早應(yīng)用和推廣VRTX、RTEMS操作系統(tǒng)的單位之一。研究所研制的以VTRX為核心的分布式容錯(cuò)操作系統(tǒng)，成功的應(yīng)用于國防某項(xiàng)目中的基于1553B總線的六個(gè)處理節(jié)點(diǎn)的分布綜合控制管理系統(tǒng)中，得到了同行專家和用戶的一致好評。同時(shí)，研究所對RTEMS嵌入式實(shí)時(shí)操 作系統(tǒng)內(nèi)核源代碼進(jìn)行了完整全面的分析，改進(jìn)了操作系統(tǒng)內(nèi)核的核心算法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)模塊的動態(tài)加載，進(jìn)一步提高了RTEMS的實(shí)時(shí)性和可裁剪性。
在嵌入式系統(tǒng)研發(fā)方面，是國內(nèi)最早研究將嵌入式和容錯(cuò)計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于航空電子綜合化系統(tǒng)的單位之一。研制的四余度飛控容錯(cuò)計(jì)算機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)實(shí)現(xiàn)了16 位到32位飛控容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)突破。先后承擔(dān)了國家863重點(diǎn)課題“加強(qiáng)型智能工作站”、“可擴(kuò)展并行機(jī)群系統(tǒng)－BBP_SPC”、“某型號長航時(shí)無人機(jī)視頻編解碼系統(tǒng)”、“基于H.264 IP Camera”和“具有分布共享存儲機(jī)制的可擴(kuò)展機(jī)群系統(tǒng)”、“基于船-地聯(lián)試環(huán)境的強(qiáng)實(shí)時(shí)非干涉的軟件測試環(huán)境”，在并行系統(tǒng)的構(gòu)建、系統(tǒng)軟件、負(fù)載均 衡以及專用高速網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議設(shè)計(jì)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。先后承擔(dān)了多項(xiàng)國家和省部委重點(diǎn)課題，并分別獲得國家科技進(jìn)步獎一項(xiàng)和多項(xiàng)部委級科技進(jìn)步一、二等獎?！ ?/p>
近年來，團(tuán)隊(duì)在可重構(gòu)計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用加速、體系結(jié)構(gòu)模擬、及虛擬化方面開展研究工作在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究方面，我們目前正在著手開展多核計(jì)算與可重構(gòu)計(jì)算融合方面的關(guān)鍵技術(shù)研究。在應(yīng)用加速方面主要集中在利用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行系統(tǒng)間高性能通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議關(guān)鍵環(huán)節(jié)性能加速以及HPC應(yīng)用關(guān) 鍵算法加速。在國家863重大課題“高效能計(jì)算機(jī)”項(xiàng)目的支持下，我們正在研究利用FPGA技術(shù)對石油勘探領(lǐng)域地震數(shù)據(jù)處理算法實(shí)現(xiàn)并行集群性能加速。同 時(shí)，我們也開展了系統(tǒng)模擬器相關(guān)技術(shù)的研究。在該方向上我們重點(diǎn)研究面向高性能嵌入式處理器的全系統(tǒng)模擬器，并研究采用并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬加速。在中法合作項(xiàng)目的支持下，完成了一個(gè)ARM模擬器，可以支持以ARM處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)的全系統(tǒng)模擬，目前正在開發(fā)雙核PowerPC處理器模擬器，并研究如 何采用多核/多處理器實(shí)現(xiàn)未來多核處理器的模擬加速。此外，在Intel（中國）研究院項(xiàng)目和國家863 “基于多GPU 的Cache 模擬加速技術(shù)” 課題的支持下，開展了利用用GPU技術(shù)實(shí)現(xiàn)面向多核架構(gòu)的Cache模擬器及其加速技術(shù)的研究工作。為了支撐基于可重構(gòu)計(jì)算的數(shù)據(jù)并行性能加速，我們正在開發(fā)一個(gè)面向體系結(jié)構(gòu)建模的模擬器平臺，以支持用戶采用一種體系結(jié)構(gòu)描述語言完成體系結(jié)構(gòu)建模并自動生成模擬器。
在虛擬化和OS方面，圍繞多核處理器高效虛擬化的研究目標(biāo)，在面向多核處理器的HVMM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、HVMM的高效切換機(jī)制、多核計(jì)算資源的高效分配和 管理調(diào)度算法，以及高效統(tǒng)一的I/0虛擬化方法等四個(gè)重要方面開展研究工作，在國家863課題“面向多核結(jié)構(gòu)的VMM關(guān)鍵技術(shù)研究”的支持下，正在構(gòu)建一 個(gè)面向多核結(jié)構(gòu)的VMM原型系統(tǒng)。課題的研究工作有助于充分發(fā)揮多核結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性能及巨大潛力，為進(jìn)一步開展面向多核的具有虛擬化特性的新一代操作系統(tǒng)等研究工作奠定基礎(chǔ)。
在高性能計(jì)算機(jī)研究方面開展的工作包括：（1）新型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)：異構(gòu)或混合型、可重構(gòu)、多核和眾核等新型體系結(jié)構(gòu)。（2）高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件： 并行文件系統(tǒng)、資源管理與作業(yè)調(diào)度、底層通信軟件、負(fù)載均衡與高可用、系統(tǒng)管理與監(jiān)控、系統(tǒng)部署、系統(tǒng)安全等。（3）高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件：高效能高集成 度的結(jié)點(diǎn)機(jī)技術(shù)、可擴(kuò)展高速系統(tǒng)互連技術(shù)等。（4）高性能計(jì)算：新型計(jì)算模型和并行編程模型、高性能算法設(shè)計(jì)與優(yōu)化、并行編程環(huán)境和工具等。（5）系統(tǒng)虛 擬化：分布協(xié)作式虛擬機(jī)監(jiān)控器、系統(tǒng)虛擬化時(shí)鐘的優(yōu)化、基于虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控等。（6）云計(jì)算：基于分布式異構(gòu)資源的統(tǒng)一資源框架和云計(jì)算模型及其關(guān) 鍵技術(shù)等。（7）綠色計(jì)算：基于低功耗技術(shù)的綠色計(jì)算等。（8）“空天信融合”和“工業(yè)化信息化融合”特色研究：目前重點(diǎn)在“服務(wù)于航空航天應(yīng)用的超級計(jì) 算”、“面向遙感遙測的后臺并行處理”、“面向高性能計(jì)算機(jī)的信息安全技術(shù)”等方向開展探索性研究以培育新興交叉科研方向。在高性能計(jì)算機(jī)研究方面，盡管建設(shè)時(shí)間較短，但發(fā)展勢頭良好，并取得了重要進(jìn)展，例如，與聯(lián)想集團(tuán)、中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心等單位于2008年聯(lián)合研制成功深騰7000百萬億次超級 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)測Linpack速度突破每秒106.5萬億次，在當(dāng)時(shí)世界TOP500超級計(jì)算機(jī)排名第19位。系統(tǒng)于2009年初在中科院超級計(jì)算 中心率先投入應(yīng)用，成為中國首臺投入實(shí)際使用的百萬億次規(guī)模的超級計(jì)算機(jī)。近兩年來，超級計(jì)算研究中心共發(fā)表學(xué)術(shù)論文33篇，其中EI檢索23篇，軟件學(xué)報(bào)等期刊論文6篇。已申請國家發(fā)明專利11項(xiàng)。目前在該研究方向承擔(dān)了國家863計(jì)劃（“高效能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制及關(guān)鍵技術(shù)研究”、“新型服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)及 其關(guān)鍵技術(shù)研究”）、國家自然科學(xué)基金（“機(jī)群文件系統(tǒng)小文件I/O訪問性能優(yōu)化方法研究”、“分布式虛擬機(jī)監(jiān)控器時(shí)鐘系統(tǒng)性能優(yōu)化方法研究”）、軟件開 發(fā)環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題（“面向沉浸式科研環(huán)境的統(tǒng)一資源框架與云計(jì)算模型研究”）等一批國家級科研項(xiàng)目的研究工作，同時(shí)，還積極承擔(dān)了一批企業(yè)科研項(xiàng)目（“千萬億次高效能計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”等）的研發(fā)工作。 面向航空航天與國防需要的科研是研究所的重要方向和特色，以空天信融合大發(fā)展為契機(jī)，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，依托國家863、軍口 863、核高基重大專項(xiàng)和國防、航空航天基金支持，面向航空航天科研單位重點(diǎn)需求項(xiàng)目；近年來，系統(tǒng)地開展了面向航空航天的復(fù)雜分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)、基于模型驅(qū)動的形式化設(shè)計(jì)方法、彈載/機(jī)載計(jì)算技術(shù)、空間網(wǎng)絡(luò)及空間通訊協(xié)議、航電網(wǎng)絡(luò)、軍用總線互連技術(shù)、測試與仿真系統(tǒng)、應(yīng)用建模與算法等重要航空航天特色支撐技術(shù)與科研活動，形成科學(xué)研究與人才培養(yǎng)相結(jié)合，理論與應(yīng)用協(xié)同發(fā)展的科研結(jié)構(gòu)和發(fā)展體系。
研究所與國際著名IT廠商（如 Intel、Motorola、Synopsys、Nokia、Siemens等公司）有著密切的合作關(guān)系，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、芯片設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、硬件開發(fā)、軟硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境及系統(tǒng)測試等方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，具有強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，擁有完善的軟硬件開發(fā)環(huán)境和先進(jìn)的測量設(shè)備。2006年，研究所與Nokia公司成立了“北航—Nokia移動計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”；2007年，研究所又與Intel共同成立了“北航— Intel多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”和“聯(lián)想-北航高性能計(jì)算應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。2004年，祝明發(fā)教授在SC2004-ATIP（2004年國際超級計(jì)算學(xué)術(shù)會 議，Pittsburgh，USA）做了題為DeepComp 6800 in China Grid Computing 的邀請報(bào)告，獲得了會議組織者的好評。
