Posit 数据表示内在鲁棒性的研究
硬件体系结构
2021-01-06 v1
摘要
随着计算机电子器件的尺寸和工作电压不断缩小以应对消费者对更高性能和更低功耗的需求，电路对软错误的敏感性急剧增加。近来，文献中提出了一种称为 posit 数据类型的新数据类型。与符合 IEEE 754-2008 技术标准的算术相比，posit 算术具有更高数值精度、速度和更简单硬件设计等绝对优势。在本文中，我们提出了 32 位 posit 与 32 位 IEEE 754-2008 合规表示之间的鲁棒性比较研究。首先，我们对 IEEE 754 合规数与 posit 数在单比特翻转和双比特翻转下进行了理论分析。随后，我们进行了穷举故障注入实验，表明与经典 IEEE 754 合规表示相比，posit 格式具有可观的内在弹性。为展示容错应用的相关用例，我们在一组机器学习应用上进行了实验。在超过 95% 的穷举故障注入探索中，posit 表示受故障影响小于 IEEE 754 合规浮点表示。此外，在 100% 的被测机器学习应用中，posit 实现系统的精度高于经典基于浮点的系统。
引用
@article{arxiv.2101.01416,
title = {An Investigation on Inherent Robustness of Posit Data Representation},
author = {Ihsen Alouani and Anouar Ben Khalifa and Farhad Merchant and Rainer Leupers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01416},
year = {2021}
}
备注
To appear in VLSID 2021