Dynamic Virtual Page-based Flash Translation Layer with Novel Hot Data Identification and Adaptive Parallelism Management

Solid-state disks (SSDs) tend to replace traditional motor-driven hard disks in high-end storage devices in past few decades. However, various inherent features, such as out-of-place update [resorting to garbage collection (GC)] and limited endurance (resorting to wear leveling), need to be reduced to a large extent before that day comes. Both the GC and wear leveling fundamentally depend on hot data identification (HDI). In this paper, we propose a hot data-aware flash translation layer architecture based on a dynamic virtual page (DVPFTL) so as to improve the performance and lifetime of NAND flash devices. First, we develop a generalized dual layer HDI (DL-HDI) framework, which is composed of a cold data pre-classifier and a hot data post-identifier. Those can efficiently follow the frequency and recency of information access. Then, we design an adaptive parallelism manager (APM) to assign the clustered data chunks to distinct resident blocks in the SSD so as to prolong its endurance. Finally, the experimental results from our realized SSD prototype indicate that the DVPFTL scheme has reliably improved the parallelizability and endurance of NAND flash devices with improved GC-costs, compared with related works.Peer reviewe

Generalized Unitary Coupled Cluster Wavefunctions for Quantum Computation

We introduce a unitary coupled-cluster (UCC) ansatz termed $k$-UpCCGSD that is based on a family of sparse generalized doubles (D) operators which provides an affordable and systematically improvable unitary coupled-cluster wavefunction suitable for implementation on a near-term quantum computer. $k$-UpCCGSD employs $k$ products of the exponential of pair coupled-cluster double excitation operators (pCCD), together with generalized single (S) excitation operators. We compare its performance in both efficiency of implementation and accuracy with that of the generalized UCC ansatz employing the full generalized SD excitation operators (UCCGSD), as well as with the standard ansatz employing only SD excitations (UCCSD). $k$-UpCCGSD is found to show the best scaling for quantum computing applications, requiring a circuit depth of $\mathcal O(kN)$, compared with $\mathcal O(N^3)$ for UCCGSD and $\mathcal O((N-\eta)^2 \eta)$ for UCCSD where $N$ is the number of spin orbitals and $\eta$ is the number of electrons. We analyzed the accuracy of these three ans\"atze by making classical benchmark calculations on the ground state and the first excited state of H$_4$ (STO-3G, 6-31G), H$_2$O (STO-3G), and N$_2$ (STO-3G), making additional comparisons to conventional coupled cluster methods. The results for ground states show that $k$-UpCCGSD offers a good tradeoff between accuracy and cost, achieving chemical accuracy for lower cost of implementation on quantum computers than both UCCGSD and UCCSD. Excited states are calculated with an orthogonally constrained variational quantum eigensolver approach. This is seen to generally yield less accurate energies than for the corresponding ground states. We demonstrate that using a specialized multi-determinantal reference state constructed from classical linear response calculations allows these excited state energetics to be improved

4. generációs mobil rendszerek kutatása = Research on 4-th Generation Mobile Systems

A 3G mobil rendszerek szabványosítása a végéhez közeledik, legalábbis a meghatározó képességek tekintetében. Ezért létfontosságú azon technikák, eljárások vizsgálata, melyek a következő, 4G rendszerekben meghatározó szerepet töltenek majd be. Több ilyen kutatási irányvonal is létezik, ezek közül projektünkben a fontosabbakra koncentráltunk. A következőben felsoroljuk a kutatott területeket, és röviden összegezzük az elért eredményeket. Szórt spektrumú rendszerek Kifejlesztettünk egy új, rádiós interfészen alkalmazható hívásengedélyezési eljárást. Szimulációs vizsgálatokkal támasztottuk alá a megoldás hatékonyságát. A projektben kutatóként résztvevő Jeney Gábor sikeresen megvédte Ph.D. disszertációját neurális hálózatokra épülő többfelhasználós detekciós technikák témában. Az elért eredmények Imre Sándor MTA doktori disszertációjába is beépültek. IP alkalmazása mobil rendszerekben Továbbfejlesztettük, teszteltük és általánosítottuk a projekt keretében megalkotott új, gyűrű alapú topológiára épülő, a jelenleginél nagyobb megbízhatóságú IP alapú hozzáférési koncepciót. A témakörben Szalay Máté Ph.D. disszertációja már a nyilvános védésig jutott. Kvantum-informatikai módszerek alkalmazása 3G/4G detekcióra Új, kvantum-informatikai elvekre épülő többfelhasználós detekciós eljárást dolgoztunk ki. Ehhez új kvantum alapú algoritmusokat is kifejlesztettünk. Az eredményeket nemzetközi folyóiratok mellett egy saját könyvben is publikáltuk. | The project consists of three main research directions. Spread spectrum systems: we developed a new call admission control method for 3G air interfaces. Project member Gabor Jeney obtained the Ph.D. degree and project leader Sandor Imre submitted his DSc theses from this area. Application of IP in mobile systems: A ring-based reliable IP mobility mobile access concept and corresponding protocols have been developed. Project member Máté Szalay submitted his Ph.D. theses from this field. Quantum computing based solutions in 3G/4G detection: Quantum computing based multiuser detection algorithm was developed. Based on the results on this field a book was published at Wiley entitled: 'Quantum Computing and Communications - an engineering approach'