基于强化学习的多核芯片动态功耗管理框架

多核芯片可以为移动智能终端提供强大算力,但功耗和温度问题始终制约着其性能表现。针对这个问题,该文提出了一种基于强化学习的多核芯片动态功耗管理框架。首先,建立了一个基于GEM5的多核芯片动态电压频率调节仿真系统。然后,采用了一种考虑CMOS芯片物理特性的功耗模型构建方法以实现在线实时功耗监测。最后,设计了一种面向多核芯片的梯度式奖励方法,并使用深度Q神经网络(Deep Q Network, DQN)算法对多核芯片的功耗管理策略进行学习。仿真结果表明,相比于常规的Ondemand,MaxBIPS方案,该文所提出的框架分别实现了2.12%, 4.03%的多核芯片计算性能提升。     

一种嵌入铁电晶体管内容寻址存储器的高能效浮点运算结构

随着数据密集型应用的日益增多,内存墙问题已成为制约计算效率的瓶颈.该文提出一种新型的浮点数(FP)运算结构,该结构嵌入了基于铁电场效应晶体管(FeFET)的三元内容寻址存储器(TCAM)以实现高效的计算.通过特定规则设计的超高密度TCAM结构,可以用能效更高的TCAM搜索操作代替部分传统浮点运算,从而节约整体能耗.仿真实验证明,该文所提结构和运算执行流程,与常规浮点运算单元(FPU)相比,可以降低多达33％的能耗.     

一种嵌入铁电晶体管内容寻址存储器的高能效浮点运算结构

随着数据密集型应用的日益增多,内存墙问题已成为制约计算效率的瓶颈。该文提出一种新型的浮点数(FP)运算结构,该结构嵌入了基于铁电场效应晶体管(FeFET)的三元内容寻址存储器(TCAM)以实现高效的计算。通过特定规则设计的超高密度TCAM结构,可以用能效更高的TCAM搜索操作代替部分传统浮点运算,从而节约整体能耗。仿真实验证明,该文所提结构和运算执行流程,与常规浮点运算单元(FPU)相比,可以降低多达33%的能耗。     

铁电晶体管近似搜索存储器的电流模测量实现EI北大核心CSCD

在高硬件容错性模型中,近似搜索可应对数据量与运算量需求能效提高的问题.针对三态内容寻址存储器在近似搜索模式下精度低、可扩展性差等问题,提出了一种电流模测量方案.该方案基于铁电晶体管优化了存储单元的结构设计以降低面积与功耗;将阵列搜索不匹配度由原先的电压输出改为电流输出,提高了电路可扩展性;引入了将模拟电流信号转化为数字脉冲信号的感测放大器(sense amplifier,SA)作为外围电路以检测存储阵列的不匹配度输出.通过Hspice与Virtuoso仿真平台搭建瞬态仿真电路实验,验证了该方案成功地实现了高能效三态内容寻址存储器近似搜索.