کنفرانس مهندسی برق ایران

صفحه اصلی / سی و چهارمین کنفرانس بین المللی مهندسی برق

Post-LZS Mantissa Truncation برای کاهش ترافیک در شتاب‌دهنده‌های SC-CGRA

نویسندگان :

محمد وکیلی ازغندی¹ منصوره یوسفی راد² هادی‌شهریار شاه‌حسینی³

1- دانشگاه علم و صنعت ایران 2- دانشگاه علم و صنعت ایران 3- دانشگاه علم و صنعت ایران

کلمات کلیدی :

محاسبات تصادفی،CGRA،بهینه‌سازی ارتباطات،قطع کردن مانتیسا،کاهش انرژی

چکیده :

این مقاله روش جدید قطع کردن مانتیسا پس از LZS (Post-LZS Mantissa Truncation) را برای کاهش هزینه ارتباطی در شتاب‌دهنده‌های مبتنی بر محاسبات تصادفی ارائه می‌دهد. با استفاده از مشاهدۀ کلیدی که وضوح عملیات تصادفی توسط طول رشته بیت (L) محدود می‌شود، نه توسط پهنای باینری عملوند، شرط طراحی 2^k>L استخراج شده است. این شرط امکان کاهش پهنای مانتیسا از N به k بیت را بلافاصله پس از مرحلۀ مقیاس‌گذاری صفر پیشرو (LZS) فراهم می‌آورد. شبیه‌سازی‌های گسترده در سطح رشته بیت با استفاده از فعال‌سازی‌های واقعی استخراج‌شده از یک شبکۀ ResNet-18 آموزش‌دیدۀ روی CIFAR-10 نشان می‌دهد که برای k=8 و L∈{32,64,128}، میانگین فاصلۀ خطای نسبی (MRED) طرح پیشنهادی مشابه یا اندکی بهتر از طرح پایۀ SC-CGRA است. مدل‌سازی تحلیلی در سطح سیستم نیز کاهش تا 50٪ در ترافیک دادۀ شبکۀ ارتباطی CGRA و صرفه‌جویی تا 20٪ در انرژی کل سیستم را پیش‌بینی می‌کند. این روش ساده و کم‌هزینه، که به‌طور کامل با طراحی‌های موجود سازگار است، راهکاری مؤثر برای کاهش بار انرژی غالب در شتاب‌دهنده‌های مدرن مبتنی بر محاسبات تصادفی ارائه می‌دهد.