林昆[1]2011年在《基于Intel VT-d技术的虚拟机安全隔离研究》文中进行了进一步梳理近几年,随着互联网业务的飞速发展,以及计算机硬件能力的不断升级,虚拟化技术得到了广泛的应用,随着Intel VT技术的推出,出现了一大批性能优异的虚拟化技术,Xen就是之中的代表之一。Xen具有开源、高效的特点,但Xen也存在着自身的安全问题,比如攻击者可以从客户虚拟机所占用的内存中读到敏感信息,进而可以将攻击扩散到虚拟机管理域VM0和它上层的所有虚拟域。资源隔离,是虚拟机技术必不可少的重要安全手段,但是目前的性能和隔离效果并不能令人满意。Intel退出的VT-d技术在芯片级对虚拟机提供支持,对传统的操作系统起到了很好的安全隔离作用,并能有效的提高虚拟机的I/O性能。在深入的分析linux环境下Xen完全虚拟化技术理论的基础上,基于Intel VT-d技术,我们提出了一种安全的虚拟机隔离方案。该方案通过安全内存管理(SMM)和安全I/O管理(SIOM)两种手段进行保护,完善了Xen宿主机系统与虚拟机系统之间的安全隔离,为Xen虚拟机在实际的安全隔离环境中的应用提供了较高的安全保障。本文首先对当前主流的虚拟机技术进行介绍,分析了Xen虚拟机的架构和关键技术,接着讨论了当前虚拟机系统安全隔离的主要手段,并对其隔离效果进行了简单的介绍。然后文章在深入研究Xen虚拟机技术,结合对Intel VT-d技术的研究,提了一种安全的虚拟机隔离方案。最后通过一系列的性能测试,得出的测试数据论证了该方案使得Xen虚拟机的安全性能得到很大的提高。
高清华[2]2008年在《基于Intel VT技术的虚拟化系统性能测试研究》文中研究说明随着计算机硬件技术和体系结构的迅速发展,计算机系统日趋强大的计算能力和相对落后的计算模式之间的矛盾日益突出。虚拟化技术能够在快速发展的硬件平台和复杂多变的应用需求之间找到新的平衡点,因而在多个领域取得了广泛的应用。Intel公司的硬件辅助虚拟化技术弥补了软件虚拟化技术性能降低较大的缺陷,进一步促进了虚拟化技术的发展和成熟,使得虚拟机具有“接近真实机器”的性能表现。但是,由于虚拟化技术在多数情况下会带来一定程度的性能损耗,因此对虚拟化系统的性能进行测试是必不可少的。本文在总结现有虚拟化技术和传统计算机系统的性能测试理论的基础上,介绍了虚拟化系统性能测试的方法和规范以及基于Intel VT技术的虚拟化系统在CPU、内存和I/O操作叁个方面虚拟化的实现机制。通过测试和比较Xen与Kvm在CPU、内存、硬盘和网络等方面的性能,分析了常见虚拟机管理器的性能影响因素。本文具体工作如下:首先,根据抽象程度的不同,将现有虚拟化技术分成不同的层次,介绍了各个层次上的虚拟化技术特点和X86平台下虚拟化的两种实现方案—全虚拟化和半虚拟化,并重点讨论了与软件虚拟化相补充的硬件辅助虚拟化技术在CPU、内存和I/O叁个方面的实现机制。其次,在确定了虚拟化系统性能测试指标后,总结了可用于虚拟化系统性能测试的方法,并详细介绍了计算机系统现有的各种测试规范以及虚拟化系统性能测试规范的现状。再次,在研究了两个常见开源虚拟机管理器Xen和Kvm的实现机制基础上,基于不同的测试环境测试和比较了两者在CPU、内存、硬盘、网络和数据库等方面的性能表现,并分析了两者在上述几方面性能降低的原因。最后,基于上述测试方法的总结及对虚拟机管理器的性能测试和虚拟化系统现有测试程序与工具的研究,设计了一个虚拟化系统性能隔离测试套件—VMIBench,并详细介绍了其中的测试机制、基本测试方案和压力测试方案。
徐圣凯[3]2017年在《高清视频监控系统硬件加速编解码的研究与应用》文中研究指明编解码技术和网络的发展推动了高清视频监控技术的变革,高清视频带来了超高品质的用户体验,但视频数据量的剧增对CPU造成了巨大的计算压力。因此本文以Quick Sync Video技术为核心设计实现H.264硬件加速编解码器,并应用到高清视频监控系统中。首先,.本文研究了视频监控技术的发展和存在问题,针对问题,提出硬件加速编解码方案。分析了视频编解码相关技术,包括视频编解码通用模块,H.264编解码器通用设计以及主流视频硬件加速编解码技术。然后,分析了基于Intel Media SDK的软件架构体系和常用功能类,对硬件加速编解码器进行了数据结构设计和层次设计,依据编解码流程完成编解码器各层次的具体实现,编码实现了基于Intel的硬件加速编解码器。同时设计实现了基于CUDA的硬件加速编解码器。另外,结合DirectShow技术,完成Square Box监控系统总体架构和软件模型设计,完成过滤器图表构建,实现了硬件加速解码器在监控系统中的应用。测试结果表明,Square Box高清视频监控系统应用本文设计实现的硬件加速编解码器后,相比应用传统软件编解码器,CPU占用率显着减少,解码速度明显提升,体现了良好的规范性和可扩展性,具有良好的工程实践意义。
钟忠[4]2009年在《基于Intel网络处理器的VPN防火墙的设计与实现》文中提出随着全球化,信息化的迅猛发展,网络带宽的增长和网络安全问题的层出不穷对网络数据包的处理性能提出了新的要求。VPN和防火墙是企业和个人用户实现安全传输网络流量的重要手段。VPN近些年来产品和服务市场增长迅猛,它是在远距离传输网络数据时,使用相对租用实际的专门线路而言虚拟的一条通路,它减少了租用专门线路所需的花销,提高了效率。目前VPN的实现方式繁多,各自为工作在不同的层,如PPTP、L2TP、IPsec、MPLS、SSL等。IPSec是一种基于IP层的VPN协议规范,为IPv4,IPv6提供一种较强的互操作能力、高质量和基于密码学的安全机制,是当前VPN的一种主要实现方式。防火墙作为一种网络和系统之间强制实行访问控制的机制,是确保网络安全的重要手段。防火墙最基本,最核心的技术是包过滤技术,它通过控制进出网络的数据流量控制网络安全。随着网络用户的日益增多及新业务的不断推出,网络带宽的增长态势对网络处理能力提出了一个新的要求。新一代支持VPN的防火墙产品,其转发能力要有明显的提高,对性能的要求也上升到一个前所未有的高度。为了更快地处理大量网络流量,完成复杂的网络处理任务,提高网络处理性能,网络处理器(NP)成为一种新的解决方案。网络处理器因为采用了优化的体系结构,专用的指令集和硬件单元,比纯软件的解决方案在处理速度上有明显提高;并且软件可编程,可升级,具备高度的灵活性,能够迅速实现新的标准、服务、应用,满足网络服务的复杂多样性要求,并且比ASIC解决方案开发周期更短,投资回报快。故运用NP架构处理网络流量成为一种合理,高性能的解决方案。目前,NP大多采用ARM+协处理器的架构。为了更好地满足这方面的要求,本文提出一种新的设计方案。该方案采用x86加协处理器的架构的EP80579集成处理器及其外围模块为硬件平台,采用Linux为操作系统,将开源应用程序移植到该平台上,通过向Linux内核添加关于协处理器和外围设备的驱动和包处理内核模块来打通应用程序同硬件平台的通路,对协处理器编程使其完成专用的数据包处理功能,实现VPN防火墙的高性能。该设计充分利用硬件平台中协处理器对数据包的处理功能,分担并且解放了CPU的压力,软件修改和产品升级方便,具有极大的灵活性满足复杂网络环境变化的要求,验证了复杂指令集的x86体系结构和精简指令集的协处理器的协同工作成为网络安全处理上一种高效的新的解决方案。
郭献[5]2013年在《基于Intel平台的H.264硬件加速编解码器的研究与应用》文中指出网络技术的迅猛发展和多媒体通信技术的不断成熟催生了视频会议应用的热潮。包括Cisco，Polycom，华为在内的众多通信厂家都推出了各自的视频会议系统，它们大多基于嵌入式架构，使用专有的硬件芯片来实现音视频编解码等处理。这种硬件解决方案的编解码效率高，编解码速度快，但是价格昂贵，且灵活度差。随着CPU性能的不断增强，基于纯软件的视频会议系统应运而生，软件视频会议系统在价格和灵活度上有着明显的优势，但由于CPU处理能力有限，无法同时承受多路720P或1080P高清视频的编解码处理，CPU常常在接近满负荷的状态下运行，稳定性不尽人意。近年来，CPU的发展呈现出融合的趋势。包括GPU，视频编解码器等专用芯片都被集成到CPU中。Intel公司在2011年推出了Quick Sync Video技术，并在其最新发布的CPU产品内集成了专用的视频硬编解码芯片。和传统的由X264，FFMPEG等开源库实现的视频软编解码器相比，Quick Sync Video技术能利用专用芯片为视频编解码处理提供硬件加速，将编解码工作从CPU完全转移至专用芯片处理，极大地减轻了CPU的运算负担，提高了视频处理效率和处理能力。本文针对Intel平台下的Quick Sync Video技术，提出了一套基于Intel Media SDK的H.264硬件加速编解码器的设计方案，并在此基础上分别详细叙述了H.264编码器及H.264解码器的具体实现细节及实现过程，所有实现均基于DirectShow多媒体处理框架，因此采用DirectShow Filter的方式进行封装。本文还针对视频会议的应用提出了性能和参数的优化方案。通过测试结果的对比分析，我们可以看到：本文设计实现的H.264硬件加速编解码器能够使现有的CoolView视频会议系统在不升级硬件的前提下，在保持传统软件编解码器高灵活度和扩展性的同时，显着降低了CPU占用率，视频处理性能相对软编解码器有了质的飞跃，结合了纯硬件方案和纯软件方案各自的优点，具有很强的实际应用价值。
谢月华, 尤若宁, 谢少玲, 汤栋生, 陈庆[6]2018年在《基于Intel Curie的可穿戴式跌倒检测报警系统的设计》文中进行了进一步梳理目的设计一种基于Intel Curie的可穿戴式跌倒检测报警系统,可准确识别佩戴者的跌倒动作并发出报警,同时通过网络、短信等方式通知相关人员。方法采用Intel Curie模组中集成的六轴姿态传感器采集佩戴者的身体姿态信息,并通过其集成的低功耗蓝牙模块将数据发送至佩戴者手机端的APP,利用APP进行姿态判别,若判断为发生跌倒则通过移动网络、短信等方式通知相关人员。结果经实际测试,本系统方便穿戴,人体姿态判断准确,在跌倒时能够通过移动网、短信等方式向相关人员发出报警。结论本系统采用最新的Intel Curie模组,系统功耗低、集成度高;数据由手机APP处理,处理速度更高,实时性高;本系统对身体姿态识别准确,能够及时通过短信或网络通知相关人员。
王佩[7]2016年在《基于Intel MIC架构的点渲染系统的研究与开发》文中研究指明计算机图形学的发展推动着多媒体领域的飞速发展,给人们的生活带来了巨大的变革。归功于高性能计算的高速发展,计算机图形学的研究能够从简单的光照模型转向基于物理的光照模型。叁维渲染技术在多媒体行业变得越来越重要,人们开始不断的追求更质量、更真实渲染效果。全局光照效果作为真实感渲染中重要的组成部分,成为了真实感渲染技术发展中的关注点。全局光照效果是指计算机叁维场景的渲染过程中,需要直接光照和间接光照的影响。计算全局光照效果得到的叁维场景视觉更真实,细节更丰富。计算全局光照效果的算法会设计到巨大的计算过程,真实感渲染技术所需的时间和硬件空间逐渐成为了创作艺术产品的制约点。加快作品的渲染速度,缩短制作周期,成为了渲染技术中的一个关键问题。目前研究得最多的全局光照算法主要有光线跟踪,光子映射以及基于点的全局光照算法(Point Based Global Illumination,简称PBGI,又被称为点渲染算法)。点渲染算法主要被应用于电影、动漫制作等行业中,它最大的优点是能够无噪声的模拟出环境光遮蔽、色溢、软阴影等特效。2012年底,Intel公司推出了一款基于集成众核架构(Many Integrated Core Architecture,简称MIC)的至强融核产品,作为Xeon系列CPU的协处理器出现。它具有50个以上的基于X86架构的计算核心,每个核心配置了一个长达512bit的向量处理单元(Vector Processor Unit, VPU),能够同时处理16个单精度浮点数的运算。同时,MIC架构的协处理器采用了X86架构,配备有完善的指令集,为编程带来了极大的方便。目前,包括天河二号超级计算机在内的多台超级计算机采用了CPU+MIC架构协处理器的方案,开发出能够有效运行于MIC架构处理器上的点渲染算法意义巨大。本文针对点渲染算法在遍历点云层次结构树的过程中涉及的庞大计算量,引起渲染速度慢的问题进行了研究,提出了一种基于Intel MIC架构的点渲染加速技术。通过优化点云层次结构树、采用异步传输数据、在MIC端预先开辟可复用的内存空间、修改算法以利用MIC架构协处理器的超宽向量化计算单元,使点渲染算法在MIC架构的协处理器上得到了明显的加速。本文的项目需求来源于国家“863”计划课题《真实感动漫渲染系统研究与应用》,点渲染系统集成在山东大学自主研究的真实感渲染引擎RenderWing的渲染流水线中,是RenderWing渲染引擎的重要组成部分。本文通过修改点渲染算法,设计并实现了一款能够高效运行于Intel MIC架构的协处理器上的点渲染系统,并在天河二号等超级计算机上通过了性能测试。文章的最后,对基于Intel MIC架构的点渲染算法的加速方法进行了综合,对未来的工作提出了展望。
黄枫, 申洪[8]2004年在《基于Intel RNG的真随机数生成器研究》文中研究说明目的构建基于特定Intel芯片组中random number generator(RNG)单元的真随机数生成器。方法在Intel 815E 芯片组的个人电脑上安装Intel Security Driver(ISD)后,使用Microsoft Visual C++ 6编程,通过寄存器读取的方式获取RNG中的随机数。结果生成的500个随机数通过的NIST FIPS 140-1和χ2拟合优度检验(α=0.05 ),表明本方法所生成的随机数满足独立性和分布均匀性的要求。生成7500个随机数经域值变换后与随机数表中的同等数目的随机数进行了统计学比较,结果显示前者的均值偏移、SD, SE和CV均小于后者。结论基于Intel RNG的真随机数生成器可以生成满足独立性和分布均匀性的真随机数,生成的随机数效果与随机数表中的随机数没有显着性区别。但是基于Intel RNG的真随机数生成器能解决使用随机数表获取随机数中可能存在的问题,具有较好的普遍性和实用性。
刘杰[9]2005年在《可穿戴计算机硬件技术研究》文中认为当前,可穿戴计算机还处于发展的初级阶段,还只是普通意义上的计算机的一种新的使用方式,同时受各种技术发展的制约,业界还没有形成可穿戴计算机的相关规范和标准,除了少数的输入输出设备更没有可穿戴计算机的专用硬件。本文首先介绍了当前可穿戴计算机硬件平台的一般构建方法,即基于COTS 器件的系统级开发(System-Level Development)方法,分析了这种方法的优缺点,并利用对基于COTS 器件的可穿戴计算机样机WA 的简单描述验证了COTS 技术的缺点,从而引出了探索研究新的、适合于可穿戴计算机的硬件方案的必要性。本文把可穿戴计算机界定为一个嵌入式计算机系统,分析了可穿戴计算机与嵌入式计算机系统的关系,叙述了嵌入式计算机系统的一般概念和器件选型应该遵循的基本原则。在此基础上,论文选择了Intel 针对移动手持设备推出的RISC 片上系统SOC(System On Chip)PXA270 和图形加速器PXA2700G 作为新方案的核心,详细介绍了PXA270 的叁种先进技术即WirelessMMX、Quick Capture、SpeedStep,并对整个可穿戴计算机硬件系统的需求做了详细的分析。最后在相关技术资料的指导下,给出了整个可穿戴计算机硬件系统方案设计以及具体的电路原理图设计,并对几个关键子系统的设计进行了详细的描述,同时提出了对应的PCB 电路板的初步实现方案。本文对PXA270 的分析表明,PXA270 具有低功耗、高性能、功能接口丰富的特征,它非常适合于PDA(Personal Digital Assistant)、PMP(Portable Media Player)、智能手机(Smartphone)等移动便携计算设备,也适合于对功能、性能、功耗、体积、重量等要求苛刻的可穿戴计算机。显而易见,采用类似于PXA270 的SOC 或处理器进行可穿戴计算机板级开发(Board-Level Development)较COTS 器件系统级开发难度大,并且没有类似的可穿戴计算机参考方案。但这种开发方法灵活,开发者可根据实际需要对系统功能任意裁减、添加,配置出具有不同功能的、符合需求的可穿戴计算机,并且可以充分借鉴PDA、PMP 及智能手机的开发经验和方法。
武铮, 安虹, 金旭, 迟孟贤, 吕国锋[10]2019年在《基于Intel平台的Winograd快速卷积算法研究与优化》文中进行了进一步梳理随着深度学习的快速发展,其在语音处理、图像识别和自然语言理解等领域被广泛应用,为科研产业以及日常生活带去了巨大的变革.Intel紧跟深度学习的浪潮,推出了第2代Xeon Phi处理器KNL(knights landing),其后又发布了第3代Xeon Phi处理器KNM(knights mill),为深度学习的蓬勃发展带去了新的活力.通过在Intel平台上进行快速卷积算法Winograd的研究与优化,对比Intel MKL(math kernel library) DNN(deep neural network)中的卷积性能,推动Intel MKL DNN中深度神经网络接口的完善以及Intel平台上深度学习的发展.研究中结合Intel最新深度学习平台的AVX-512指令集、高速内存MCDRAM、多Memory/SNC模式、二维网格状内核结构等特性,并通过对内存分配、数据调度等情况的分析,设计优化Winograd算法,一方面选取典型的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)网络模型VGG19,测试对比Intel MKL DNN的卷积实现,最终取得了2倍多的性能加速比;另一方面,通过测试常用卷积类型,对比Intel MKL DNN和NVIDIA cuDNN,验证了实现的Winograd对于常用卷积类型具有很好的适用性且具有实际使用价值.该研究工作期望为Intel平台在深度学习领域的发展提供重要的指导意义.
参考文献：
[1]. 基于Intel VT-d技术的虚拟机安全隔离研究[D]. 林昆. 上海交通大学. 2011
[2]. 基于Intel VT技术的虚拟化系统性能测试研究[D]. 高清华. 浙江大学. 2008
[3]. 高清视频监控系统硬件加速编解码的研究与应用[D]. 徐圣凯. 南京理工大学. 2017
[4]. 基于Intel网络处理器的VPN防火墙的设计与实现[D]. 钟忠. 华东师范大学. 2009
[5]. 基于Intel平台的H.264硬件加速编解码器的研究与应用[D]. 郭献. 华南理工大学. 2013
[6]. 基于Intel Curie的可穿戴式跌倒检测报警系统的设计[J]. 谢月华, 尤若宁, 谢少玲, 汤栋生, 陈庆. 中国医疗设备. 2018
[7]. 基于Intel MIC架构的点渲染系统的研究与开发[D]. 王佩. 山东大学. 2016
[8]. 基于Intel RNG的真随机数生成器研究[J]. 黄枫, 申洪. 第一军医大学学报. 2004
[9]. 可穿戴计算机硬件技术研究[D]. 刘杰. 重庆大学. 2005
[10]. 基于Intel平台的Winograd快速卷积算法研究与优化[J]. 武铮, 安虹, 金旭, 迟孟贤, 吕国锋. 计算机研究与发展. 2019
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