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低潜伏时间,并行计算方案

技术#20180024-20180086

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图库
Low Latency Parallel ComputingStochastic
类别
研究人员
大卫Lilja的博士
教授,电气和计算机工程
外部链接 (ece.umn.edu)
起亚巴扎根博士
副教授,电气和计算机工程
外部链接 (ece.umn.edu)
马克·里德尔博士
副教授,电气和计算机工程
外部链接 (ece.umn.edu)
soheil mohajer博士
助理教授,电气和计算机工程
外部链接 (ece.umn.edu)
由...管理
安德鲁明天
技术授权官
专利保护

申请临时专利申请

并行计算利用一进制编码

在计算一个新的前沿,在过去十年中打开时,使用一元编码:数据不被包装,但可以使用非常简单的逻辑来执行复杂的计算,诸如图像中的伽马校正和边缘检测。这种新的计算方法提供了使用数据的简单的,确定性的温度计编码,以实现接近最优的子采样确定性并行比特SHUF FL ING网络。该方法导致零随机涨落和高准确度,但保持输出位流长度是恒定的,因此克服在零波动随机码不切实际大的代码大小。它使用不采用恒定COEF音响cients,使它们显着地比潜在花费资源的一个显着的量,以产生这样的恒定COEF音响cients传统随机逻辑较小核心“随机”的逻辑电路。低延迟,在一元随机和使计算并行一元流一元确定性计算(即,在一个单一的数字时钟周期中生成的所有的位,使用随机逻辑的平行副本,生成输出的上下文中并行计算方案在一个时钟周期流)。它采用了硬连线,确定洗牌的网络,去相关的投入,并允许小的错误,一般(在某些情况下甚至是零个误差)。而不是依赖于随机性作为用于随机逻辑输入的基本要求的,确定性的改组和子采样技术被用于生成输入到核心随机逻辑描述。

比随机方法更小的面积

常规的二进制已在数字系统中的数据的主导的编码由于其紧凑的表示。然而,它要求数据计算之前被“解包”(例如,乘法必须被分成的部分乘积和累加运算)。随机计算从随机波动和输出的不可预测性受到影响。这个问题以前的解决方案涉及增加显著的代码大小,这是不实际的。随机计算和确定的计算上一元流使用简单的“随机”逻辑来执行复杂的计算。然而,用这种方法的主要限制之一是其长的等待时间和电路的深度。该技术提供了同时使用温度计代码和一个硬连线确定性互换方法,其中显著就会减少等待时间与区域适度增加平行的实施。相比之前的随机计算方法时,对前馈和反馈电路结果显示,平均而言,一(面积×延迟)的值大于7倍常规的二进制的更小且比以前的随机工作8倍小在A10位的二进制分辨率。

比较相对于常规的二进制
没有。位 10 11 12 13
区延时产品 8X小 小4倍 2个较小 1X

好处和特点:

  • 数据的简单的,确定性的温度计编码
  • 达到最优子采样很好
  • 零随机涨落,精度高
  • 保持输出位流长度恒定
  • 核心“随机”的逻辑电路
  • 低延迟,并行计算方案
  • 使计算并行一元流
  • 硬连线的,确定性的改组方法去相关的输入和允许低错误
  • 优于用于中等分辨率二进制计算(8-12比特)

应用:

  • FPGA架构:FPGA提供此方法使用两个实用的功能:丰富的缓冲布线资源和触发器,以及处理大扇出的能力
  • ASIC
  • 全定制数字芯片在域操作(例如,图像处理和信号处理)
  • 低功率信号/图像处理,例如,在联网
  • 机器学习/深学习系统
  • 该容忍一定程度的不确定性的近似计算的应用程序和应用程序(例如,视频处理,图像标注)

发展阶段 - 概念

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