暗硅时代的暗内存与富加速器系统优化
硬件体系结构
2017-06-06 v3 性能
摘要
在暗硅时代，提升性能的关键挑战在于当无法同时启用所有晶体管时如何利用它们。在现代片上系统(SOC)中，这些晶体管常被用于创建专用加速器，将某些应用的能效提升10-1000倍。虽然这看似我们所需的灵丹妙药，但对于大多数CPU应用，内存系统消耗的能源多于处理器：只有当DRAM和内存层次结构基本空闲时，这些巨大的效率提升才有可能。我们将这种理想状态称为暗内存(Dark Memory)，它仅出现在具有极端局部性的应用中。为展示我们的发现，我们引入了在计算单元、加速器和片上内存/互连的 energy/op 与 mm/(ops/s) 度量空间中的帕累托曲线(Pareto curves)。这些帕累托曲线使我们能够解决功耗、性能、面积受限的优化问题，以确定应使用哪些加速器，以及如何设置其设计参数来优化系统。该分析表明，内存访问为可实现的每操作能耗设定了下限。因此，高性能需要暗内存，而这又需要算法与硬件在并行性和局部性上的协同设计。
引用
@article{arxiv.1602.04183,
title = {Dark Memory and Accelerator-Rich System Optimization in the Dark Silicon Era},
author = {Ardavan Pedram and Stephen Richardson and Sameh Galal and Shahar Kvatinsky and Mark A. Horowitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.04183},
year = {2017}
}
备注
8 pages, To appear in IEEE Design and Test Journal