RISC-V 软核的运行时能耗监测
硬件体系结构
2025-10-01 v1
摘要
能效是设计高级计算基础设施时的主要关注点之一。从单节点到大规模系统（数据中心），在应用程序运行时监测计算系统的能耗是一项关键任务。设计者和应用开发者通常依赖软件工具和详细的架构模型来提取有意义的信息并确定系统的能耗。然而，当需要进行设计空间探索时，设计者可能需要不断调整模型以匹配被评估的系统。为了克服这些限制，我们提出了一种在运行时监测能耗的整体方法，无需运行复杂的（微）架构模型。我们的方法基于一个测量板，与基于 FPGA 的 System-on-Module 相结合。测量板捕获驱动 FPGA 的电流和电压（多达数十个测量点），并通过特定的内存区域公开这些值。一个运行中的服务读取并计算能耗统计数据，而不会消耗 FPGA 设备上的额外资源。我们的方法也可扩展到多节点基础设施（集群）的监测。我们旨在利用该框架在航空设计应用的背景下进行实验；具体而言，我们将着眼于在基于 RISC-V 的软核上优化浅层人工神经网络的性能和能耗。
引用
@article{arxiv.2509.26065,
title = {Runtime Energy Monitoring for RISC-V Soft-Cores},
author = {Alberto Scionti and Paolo Savio and Francesco Lubrano and Olivier Terzo and Marco Ferretti and Florin Apopei and Juri Bellucci and Ennio Spano and Luca Carriere},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.26065},
year = {2025}
}