近日，2018级博士生徐嘉鸿（导师刘海坤教授）的论文“A Simulation Framework for Memristor-Based Heterogeneous Computing Architectures ”被体系结构顶刊IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems（IEEE TCAD）录用。

该论文提出了基于忆阻器加速器的异构计算系统模拟器（MHSim），该模拟器支持对异构计算系统不同应用的性能评估，同时也对忆阻器非理想特性带来的计算误差也进行了模拟。该工作的主要贡献有三方面：首先，基于忆阻器的加速器在进行计算的时候需要先将权重进行映射，直接对大矩阵进行分割映射可能会导致较低的资源利用率，本文针对矩阵权重映射提出了基于二叉树装箱的权重矩阵分割的方式，保证了忆阻器阵列资源的利用率的同时一定程度上保证了计算的并行性。其次，由于现有应用大多基于浮点数而非定点数，而已有的忆阻器模拟器仅仅支持低精度的定点数运算，因此本文通过位切片、对阶等设计支持了IEEE-754标准的单精度浮点数矩阵向量乘操作。最后，为了评估各类应用在包含忆阻器加速器的异构计算平台上的能效和性能，该论文将设计的忆阻器模拟器集成到传统系统级模拟器中，从而可以模拟在CPU/忆阻器加速器环境下的细粒度任务卸载行为。由于忆阻器加速器缺乏成熟编译工具，因此该论文使用Intel Pin插装工具对矩阵向量乘函数进行插装，设计任务分配器将矩阵向量乘分配给CPU或忆阻器阵列处理。验证实验结果表明，与集成电路模拟器SPICE相比，MHSim在能耗和延迟的误差分别为0.47%和0.49%，说明MHSim能精确模拟忆阻器加速器的能耗与性能。

IEEE TCAD主要关注包括模拟信号、数字信号和混合信号等在内的集成电路和系统计算机辅助设计领域最新的研究进展和技术，是中国计算机学会（CCF）推荐的A类期刊，每年刊出12 期，该期刊的影响因子为2.807。

（通讯员：徐嘉鸿）