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Finite-Difference Wave Propagation Modeling on Special-Purpose Dataflow Machines

机译：专用数据流机上的有限差分波传播建模

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Modeling wave propagation through the earth is an important application in geoscience. We present a framework for wave propagation modeling on special-purpose hardware, which dramatically improves the application performance compared to conventional CPUs. We utilize custom hardware platforms consisting of a mix of x86 CPUs and dataflow engines connected by high-bandwidth communication links. Application programmers describe their algorithms in a domain specific language using Java syntax, with special dataflow semantics overlayed on top of the Java language. The application-specific dataflow engines run at hundreds of MHz with massive parallelism and deliver high performance/Watt, up to 30 times more energy efficient than conventional CPUs. The power efficiency of this approach suggests that dataflow computing may have a key role to play in the improvements in power efficiency necessary to reach exascale computing.
机译：对通过地球传播的波进行建模是地球科学中的重要应用。我们提出了一种在专用硬件上进行波传播建模的框架，与传统的CPU相比，该框架显着提高了应用程序性能。我们利用由x86 CPU和通过高带宽通信链路连接的数据流引擎组成的定制硬件平台。应用程序程序员使用Java语法以特定于域的语言描述他们的算法，并在Java语言的顶部覆盖特殊的数据流语义。专用数据流引擎以巨大的并行度在数百MHz上运行，并提供高性能/瓦特，比传统CPU的能效高出30倍。这种方法的功率效率表明，数据流计算可能在实现百亿亿次计算所需的功率效率提高中起关键作用。

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