Eva-CiM: Xotirada hisoblash arxitekturasi uchun tizim darajasidagi energiyani baholash asosi kirish antract

Ko'p darajali modellashtirish: turli xil qurilmalar, sxemalar va mikro-
arxitekturalarga asoslangan CiMlar taklif qilingan. Biroq, turli darajadagi
dizayn variantlarini solishtirish uchun yagona asos yo'q.
[24]
kabi ba'zi
mavjud ishlar turli xil texnologik nologiyalar bilan amalga oshirilgan
CiMlarni taqqoslagan bo'lsa-da , taqqoslashlar qo'lda tayyorlangan va
ularni turli xil xotira ierarxiyalariga osongina moslashtirib bo'lmaydi.
Qayta ishlash va xotiraga kirish o'rtasidagi ishlash farqini bartaraf
etish uchun hisoblashni xotiraga yaqinlashtirishga qaratilgan jiddiy
harakatlar amalga oshirildi. Oldingi ishlar, masalan,
[10, 11,
12],
dinamik tasodifiy kirish xotirasi (DRAM) modullari bilan ishlov berish
yadrolarini joylashtiradigan arxitekturalarni ishlab chiqishga qaratilgan
edi . Ushbu arxitekturalar odatda yaqin xotirali hisoblashlar (NMC)
toifasiga kiradi
[29].
Biroq , DRAM va qayta ishlash bloklarini bir chipga
muvaffaqiyatli integratsiyalashuviga oid amaliy tashvishlar ko'p yillar
davomida bunday NMC tizimlarining rivojlanishiga to'sqinlik qildi.
Quyida biz CiM va mavjud bo'lgan fonlarni ko'rib chiqamiz
Biz ko'p darajali CiM modelini yaratish uchun qurilmadan
arxitekturagacha keng qamrovli asboblar zanjiridan foydalanamiz. Biz
GEM5-dan asosiy protsessor va to'liq xotira ierarxiyasining ta'sirini
to'liq qamrab olish uchun ramkaning asosi sifatida foydalanamiz. Biz
GEM5 ichiga zondga asoslangan simulyatsiyani loyihalashtiramiz va
joylashtiramiz, bu esa dastur sathida nomzodni tanlash uchun kerakli
ma'lumotlarni yig'ishdir . Biz McPAT
[2]
ni SPICE
[28]
va DESTINY
[3]
dan olingan CiM modulini arxitektura darajasidagi energiya profilini
yaratish qobiliyatini taÿminlash orqali kengaytiramiz.
Ushbu maqolada biz yuqoridagi cheklovlarni engib o'tadigan va
CiM moduli bo'lgan har qanday tizimlarning energiya sarfini ishonchli
bashorat qilishga qodir bo'lgan Eva-CiM arxitekturaviy baholash
ramkasini taqdim etamiz. Ushbu ishning asosiy hissalari quyida
umumlashtiriladi.
Rivojlanayotgan uchuvchan bo'lmagan qurilmalar texnologiyalaridagi
yutuqlar CiM ning rivojlanishini yanada kuchaytirmoqda. Xususan,
uchuvchan bo'lmagan rezistiv operativ xotiralar (ReRAM), fazani
o'zgartiruvchi xotira (PCM), aylanish momentini o'zgartiruvchi magnit
operativ xotiralar (STT-MRAM) va ferroelektrik maydon effektli
tranzistorli operativ xotiralar (FeFET RAM) yuqori zichlik, yaxshi
miqyoslilik va kam quvvat, ularni keshlar va CiM xotira arxitekturasini
amalga oshirish uchun tabiiy nomzodlar qiladi. Misol uchun, so'nggi
paytlarda turli xil ilovalar uchun kesh yoki asosiy xotira sifatida
ishlatiladigan CiM-ni qo'llab-quvvatlaydigan NVRAM-larni o'rganish
bo'yicha ko'plab sa'y-harakatlar amalga oshirildi . Ma'lumotnomalar
[4,
24, 35]
mantiqiy va arifmetik operatsiyalarning bir qismini bajarish
uchun qayta ishlab chiqilgan SA bilan NVM dan foydalanishni o'rganadi .
[36, 37,
38] da NVMlar ma'lumotlarning intensiv IoT ilovalarida
ma'lumotlar uzatilishini kamaytirish va parallel qidiruvni qo'llab-quvvatlash uchun kontent manzilli xotirada (CAM) ishlatiladi.
Ushbu maqola asosiy markaziy protsessor va CiM modulini o'z
ichiga olgan tizimlarga qaratilgan. CiM moduli nozik yoki qo'pol bo'lishi
mumkin va istalgan darajadagi kesh yoki skretch pad xotirasiga (SPM)
joylashtirilishi mumkin. Bundan tashqari, CiM moduli turli texnologiyalar
va sxema uslublarida qo'llanilishi va turli ko'rsatmalar to'plamlarini
qo'llab-quvvatlashi mumkin. Arizani hisobga olgan holda, qanday qilib
bajarish uchun CiM birligiga tushirish uchun guruhlar (masalan,
[4,
24]). Oxirgi ikki ishda maxsus ko'rsatmalarga ega CiM moduli
tomonidan ishga tushirilgan xotiraga kirish kompilyatsiya vaqtida
aniqlanadi. Bir xil darajadagi xotiradan olingan ikkita operand
bitta CiM ko'rsatmasi bilan almashtiriladi. Usulni ko'p darajali
keshlarga ega tizimlar uchun umumlashtirish mumkin emas,
chunki u ideal joylashuv va qaramlikni nazarda tutadi.