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

2.1 Xotirada hisoblash
2. FOYDALANISH VA MUVOFIQ ASARLAR
Biz ma'lumotlarga bog'liqlikni ajratib olish va tushirishga
nomzodlarni topish uchun yangi kuzatuvga asoslangan tahlil
usulini taklif qilamiz . Usul xotiraga kirish ma'lumotlari bilan
to'ldirilgan ko'rsatmalarga bog'liqlik grafik modeliga asoslangan.
Analizator GEM5 ga integratsiyalangan va shuning uchun turli
arxitekturalar, kompilyatorlar va ishlab chiqish variantlari bilan osongina ishlashi mumkin.
Machine Translated by Google

---

Modellashtirish
Modellashtirish
Profil yaratish
Kiritish
Asbob
tahlil
Ilova
2.2 Tegishli ishlar
3. EVA-CIM TO'G'RISI
CiM asosidagi tizimning energiya samaradorligini baholash muhim
vazifa va biz hal qilishni maqsad qilgan muammodir.
3
1-rasm: Eva-CiM tizimiga umumiy nuqtai: ma'lumotlar oqimi, asboblar zanjiri va arxitektura.
Eva-CiM-dagi modellashtirish bosqichi tahlil bosqichida
foydalaniladigan modellarni yaratishga qaratilgan . Xususan,
Eva-CiM ikkita modeldan foydalanadi: dastur modeli va qurilma/CiM massivi
GEM5 [1], zsim
[42],
Sniper
[43] va
boshqalar kabi koÿplab tizim
darajasidagi simulyatorlar faqat umumiy maqsadli protsessor
simulyatsiyasi uchun arxitektura tafsilotlarini qamrab oladi. Boshqa
tomondan, CiM ning ba'zi bir amaldagi sa'y-harakatlari faqat CiM
modullari yoki tezlatgichlarining energiyasini/ishini baholash orqali
turli CiM dizayn variantlarini solishtirishga harakat qildi
[4, 16, 24,
26,
27]. Barcha holatlarda asosiy e'tibor (i) CiM-ni qo'llab-
quvvatlaydigan tizimlarda xotiraga kirishlar sonining kamligi va (ii)
xotira arxitekturasining ichki o'tkazish qobiliyatining yuqoriligi tufayli
energiya tejashni baholashga qaratilgan. Ushbu taqqoslashlar turli
xil CiM dizaynlarining ijobiy va salbiy tomonlarini tushunishda muhim
bo'lsa-da, ular CiM-ga asoslangan tizimlar tomonidan taqdim
etilayotgan umumiy foydani bashorat qila olmaydi, chunki ular CiM
moduliga qancha ko'rsatmalarni yuklab olish mumkinligini hisobga
olmaydilar va bunday tushirishning ta'siri xost protsessorida.
Dcache: miss, … L2: urish…
RequestReq: [addr]
SRAM
Ko'rsatma navbatini qayta shakllantirish
HSPICE / TAQDIR
Ikkilik
RRAM
O'zgartirilgan McPAT
Gem5
Esda tutingki, xotiradagi operatsiyalar tizimga integratsiyalangan
HMC modeli uchun xos bo'lgan ko'rsatmalarda atom orqali chaqiriladi .
Tegishli kod parchalariga CiM yoqilgan makroslar. Yondashuvning
aniq cheklovi shundaki, u CiM -ni qo'llab-quvvatlaydigan makrolarni
kiritish mumkin bo'lgan barcha mumkin bo'lgan joylarni aniqlashning
tizimli usulini taklif qilmaydi, bu esa CiM afzalliklarini muqarrar
ravishda kamaytiradi. Ko'pgina joriy ishlardan farqli o'laroq ,
[22]
CiM-ni SRAM kesh ierarxiyasining uchta darajasida o'rganadi va
ma'lumotlar joylashuvi yo'q bo'lganda kesh ichidagi boshqaruv
oqimini yakunlaydi . Biroq, uning cheklovi
[19]
bilan bir xil bo'lib ,
ma'lumotlar joylashuvi uchun moslashtirilgan benchmarklarni talab qiladi.
qo'shish, pastki, … ldr, …
C/C++ kodi
FeFET STTRAM
Tekshirilgan ma'lumotlar
Ko'rsatma navbati/qaramlik tahlili
Xotiraga kirish/paket tahlilini so'rash
tahrirlangan
xotira
texnologiyasi
Bu erdagi ishimiz dizaynerlarga CiM dizayn variantlarini tanlash
ma'lum bir dastur uchun umumiy tizim energiyasiga (jumladan, xost va
CiM moduliga) qanday ta'sir qilishini taxmin qilishda yordam berish
uchun ramka ehtiyojlarini qondirishga qaratilgan . Biz bir nechta mavjud
xotira va mikro-arxitektura energiya modellashtirish vositalaridan
foydalanamiz. (E'tibor bering, ushbu modellashtirish vositalari ma'lum
bir xotira qatlamiga yoki umumiy mikroprotsessorlarga qaratilgan,
shuning uchun CiM -ga asoslangan tizimlarni tizim darajasida baholash
uchun osongina kengaytirib bo'lmaydi .) Xususan, biz massivdagi
energiyani baholash uchun DESTINY simulyatoridan
[3]
foydalanamiz -
keshning L1/L2 darajalari uchun darajasi, uni o'ziga xos CiM
dizaynlarining xususiyatlarini, ya'ni moslashtirilgan sezgi kuchaytirgichlarini
[22, 24]
va xotira hujayralarini
[24] qo'llab-quvvatlash uchun o'zgartiradi.
DESTINY - bu 2D va 3D keshlarni, shuningdek SPMlarni simulyatsiya
qilish uchun ishlab chiqilgan ochiq manbali, tizim darajasidagi vosita.
Asbob SRAM va NVMlar uchun NVSim
[45]
ning 2D sxema darajasidagi
modellash tizimidan va CACTI-3DD
[46] 3D ramkasidan foydalanadi.
Bundan tashqari, integratsiyalashgan quvvat, maydon va vaqtni
modellashtirish vositasi bo'lgan McPAT [2] o'zgartiriladi va arxitektura
darajasida turli komponentlarni (masalan, CiM, yadro, keshlar, NoC) baholash uchun ishlatiladi.
Oxirgi ishlar
[4, 19]
CiM- ga asoslangan tizimda maxsus CiM
ko'rsatmalaridan foydalangan holda ma'lumotlarni ko'p talab qiladigan
ilovalar uchun CiM ning afzalliklarini baholashga harakat qildi .
[4]
dagi
ish Intel Nios II protsessorining
[44]
asl ISA-ni maxsus CiM ko'rsatmalari
bilan kengaytiradi. Xotira moduli kichik (1MB) SPM sifatida qabul qilinadi.
Kompilyatsiya vaqtida berilgan ilova mezonlari xotirasiga kirishlar (i)
yozish (W R), (ii) konvertatsiya qilinmaydigan (NC) o‘qish va (iii) CiM
o‘zgartirilishi mumkin bo‘lgan (CC) o‘qishlarga, ya’ni, ishga tushirilgan
o‘qishlarga bo‘linadi. CIM ko'rsatmalari.
Shu bilan bir qatorda,
[19]
dagi ish x86-64 arxitekturasida maxsus
ko'rsatmalar to'plamini amalga oshiradi . [4] dan farqli o'laroq ,
baholashda ko'p darajali keshlar hisobga olinadi. Bundan tashqari, ish
potentsial CiM ko'rsatmalarini xotira blokiga yuklash kerakmi yoki
yo'qligini aniqlash uchun ma'lumotlarning joylashishini hisobga olishni
taklif qiladi .
Biz taklif qilayotgan Eva-CiM tizimi CiM-ga asoslangan butun tizim
uchun energiyani baholash va kosmik tadqiqotlarni loyihalash uchun
birlashtirilgan simulyatsiya va tahlil yondashuvini qo'llaydi . Bir nechta
mavjud arxitektura va sxema simulyatorlaridan foydalanishdan tashqari,
Eva-CiM o'z modellarini turli dizayn darajalarida yaratadi. 1-rasmda Eva-
CiM ning umumiy oqimi, tuzilishi va asboblar zanjiri tasvirlangan, u uch
bosqichdan iborat: modellashtirish, tahlil qilish va profillash. Eva-CiM
kirish sifatida (to'q sariq rangli qutilar bilan ifodalangan) berilgan
dasturning ikkilik ma'lumotlarini va CiM moduli uchun qurilma va CiM
massivi parametrlarini oladi va dasturni bajarish uchun iste'mol
qilinadigan umumiy tizim energiyasini chiqaradi. Eva-CiM-da ishlatiladigan
simulyatsiya va tahlil vositalari kulrang qutilar sifatida ko'rsatilgan. Eva-
CiM ning joriy versiyasi SRAM va FeFETlarni o'z ichiga olgan ikkita
texnologiyani qo'llab-quvvatlaydi va keyinroq qo'shimcha texnologiyalar
qo'shilishi mumkin .
Xotiraga kirishning bunday buzilishidan kelib chiqqan holda, tizim
darajasidagi baholash har ikki CC o'qishni bitta CiM ko'rsatmasi bilan
samarali almashtirish mumkinligini taxmin qiladi. Garchi yondashuv bir
darajali keshlanmagan xotiraga ega tizimlar uchun CiM ning afzalliklari
haqida yaxshi ma'lumot beradi , xotira ierarxiyasi va ma'lumotlarning
joylashuvi kabi masalalar e'tiborga olinmaydi. Bundan tashqari, CiM
ko'rsatmalarining xost protsessoriga ta'siri o'rganilmagan. Shu sababli,
ko'p darajali keshlardan foydalanadigan ko'pgina real tizimlar uchun
umumiy tizim darajasidagi CiM foydasini baholash uchun usul
umumlashtirilmasligi mumkin.
Biroq, CiM moduliga yuklangan ko'rsatmalarni aniqlash uchun xotiraga
kirishning buzilishini ko'rib chiqish o'rniga, usul tizim dizaynerining dastur
haqida etarli ma'lumotga ega ekanligini va uni qo'lda kiritishi mumkinligini
taxmin qiladi.
Machine Translated by Google

---