Algorithmus sagt Prozessorleistungsaufnahme unglaublich schnell voraus

Computer-Ingenieure an der Duke University haben eine neue künstliche Intelligenz (KI)-Methode entwickelt, die den Stromverbrauch jedes Typs von Computerprozessor genau vorhersagen kann. Das beeindruckendste Merkmal dieser neuen Methode ist ihre Fähigkeit, dies über eine Billion Mal pro Sekunde zu tun, während sie selbst sehr wenig Rechenleistung benötigt.

APOLLO-Technik

Die neue Technik heißt APOLLO und wurde an realen, hochleistungsstarken Mikroprozessoren validiert. Sie könnte auf viele verschiedene Weise eingesetzt werden, einschließlich der Verbesserung der Effizienz und der Information bei der Entwicklung von Mikroprozessoren.

Die Forschung, die diese neue Methode beschreibt, wurde auf der MICRO-54: 54. jährlichen IEEE/ACM Internationalen Symposium on Microarchitecture veröffentlicht.

Zhiyao Xie ist der erste Autor des Papiers und ein Doktorand im Labor von Yiran Chen, der Professor für Elektrotechnik und Informatik an der Duke University ist.

“Dies ist ein intensiv studiertes Problem, das traditionell auf extra Schaltkreise zurückgegriffen hat,” sagte Xie. “Aber unser Ansatz läuft direkt auf dem Mikroprozessor im Hintergrund, was viele neue Möglichkeiten eröffnet. Ich denke, dass das der Grund ist, warum die Leute sich dafür begeistern.”

Moderner Computerprozessor

Moderne Computerprozessoren verlassen sich auf Rechenzyklen, die 3 Billionen Mal pro Sekunde durchgeführt werden. Um die Leistung und Effizienz des Chips zu erhalten, muss der Stromverbrauch dieser schnellen Übergänge verfolgt werden. Wenn ein Prozessor zu viel Strom verbraucht, kann dies zu Überhitzung und Schäden führen. Wenn der Strom sich schnell ändert, kann dies interne elektromagnetische Komplikationen verursachen, die zu einem langsameren Prozessor führen.

Software kann diese Extreme vorhersagen und stoppen, und Computer-Ingenieure können sie verwenden, um Hardware zu schützen und die Leistung zu erhöhen. Dieser Prozess erfordert jedoch extra Hardware und Rechenleistung.

“APOLLO nähert sich einem idealen Leistungsabschätzungsalgorithmus, der sowohl genau als auch schnell ist und leicht in einen Verarbeitungskern mit geringem Stromverbrauch integriert werden kann,” sagte Xie. “Und weil es in jedem Typ von Verarbeitungseinheit verwendet werden kann, könnte es zu einem gemeinsamen Bestandteil in der zukünftigen Chip-Entwicklung werden.”

Auf künstlicher Intelligenz basierend

APOLLO basiert auf künstlicher Intelligenz. Der Algorithmus verlässt sich auf KI, um 100 von Millionen von Signalen eines Prozessors zu identifizieren und auszuwählen, die mit seinem Stromverbrauch korreliert sind. Diese 100 Signale werden dann verwendet, um ein Modell des Stromverbrauchs zu erstellen, und der Algorithmus überwacht sie, um die Leistung des Chips in Echtzeit vorherzusagen.

Dieser Prozess ist autonom und datengetrieben, was bedeutet, dass er auf fast jedem Typ von Computerprozessor-Architektur implementiert werden kann.

“Nachdem die KI ihre 100 Signale ausgewählt hat, können Sie den Algorithmus betrachten und sehen, was sie sind,” sagte Xie. “Viele der Auswahlmöglichkeiten machen intuitiv Sinn, aber auch wenn sie es nicht tun, können sie Feedback an Designer liefern, indem sie ihnen mitteilen, welche Prozesse am stärksten mit dem Stromverbrauch und der Leistung korreliert sind.”

Die Forscher sagen, dass der Algorithmus noch weitere Tests und umfassende Bewertungen auf verschiedenen Plattformen benötigt. Dies ist erforderlich, bevor er von kommerziellen Computerherstellern übernommen werden kann.