Un algorithme prédit la consommation d'énergie du processeur à une vitesse incroyable

Les ingénieurs informaticiens de l'Université Duke ont développé une nouvelle méthode d'intelligence artificielle (IA) qui peut prédire avec précision la consommation d'énergie de tout type de processeur informatique. La caractéristique la plus impressionnante de cette nouvelle méthode est sa capacité à effectuer cela plus d'un billion de fois par seconde, tout en utilisant très peu de puissance de calcul elle-même.

Technique APOLLON

La nouvelle technique s'appelle APOLLO et a été validée sur des microprocesseurs hautes performances du monde réel. Il pourrait être appliqué de différentes manières, notamment pour améliorer l'efficacité et éclairer le développement des microprocesseurs. 

Le un article détaillant cette nouvelle méthode a été publié à MICRO-54: 54e Symposium international annuel IEEE / ACM sur la microarchitecture. 

Zhiyao Xie est le premier auteur de l'article et candidat au doctorat dans le laboratoire de Yiran Chen, qui est professeur de génie électrique et informatique à Duke.

"Il s'agit d'un problème étudié de manière intensive qui s'appuyait traditionnellement sur des circuits supplémentaires pour être résolu", a déclaré Xie. « Mais notre approche s'exécute directement sur le microprocesseur en arrière-plan, ce qui ouvre de nombreuses nouvelles opportunités. Je pense que c'est pourquoi les gens sont excités à ce sujet.

Processeurs informatiques modernes 

Les processeurs informatiques modernes reposent sur des cycles de calculs effectués 3 XNUMX milliards de fois par seconde. Afin de maintenir les performances et l'efficacité de la puce, la consommation d'énergie de ces transitions rapides doit être suivie. Lorsqu'un processeur consomme trop d'énergie, cela peut entraîner une surchauffe et des dommages. Lorsque l'alimentation change rapidement, cela peut entraîner des complications électromagnétiques internes qui se traduisent par un processeur plus lent.

Le logiciel peut prévoir et arrêter ces extrêmes, et les ingénieurs informatiques peuvent l'utiliser pour protéger le matériel et augmenter les performances. Cependant, ce processus nécessite du matériel supplémentaire et de la puissance de calcul.

"APOLLO approche un algorithme d'estimation de puissance idéal qui est à la fois précis et rapide et peut facilement être intégré dans un cœur de traitement à un faible coût énergétique", a déclaré Xie. "Et parce qu'il peut être utilisé dans n'importe quel type d'unité de traitement, il pourrait devenir un composant commun dans la conception future des puces."

Dessiner sur l'IA

APOLLO s'appuie sur l'intelligence artificielle pour sa puissance. L'algorithme s'appuie sur l'IA pour identifier et sélectionner 100 des millions de signaux d'un processeur, qui sont en corrélation avec sa consommation d'énergie. Ces 100 signaux sont ensuite utilisés pour construire un modèle de consommation d'énergie, et l'algorithme les surveille pour prédire les performances de la puce en temps réel. 

Ce processus est autonome et piloté par les données, ce qui signifie qu'il peut être mis en œuvre sur presque n'importe quel type d'architecture de processeur informatique. 

"Une fois que l'IA a sélectionné ses 100 signaux, vous pouvez regarder l'algorithme et voir ce qu'ils sont", a déclaré Xie. "Beaucoup de sélections ont un sens intuitif, mais même si ce n'est pas le cas, elles peuvent fournir des informations aux concepteurs en les informant des processus les plus fortement corrélés à la consommation d'énergie et aux performances."

Les chercheurs disent que l'algorithme a encore besoin de tests supplémentaires et d'évaluations complètes sur différentes plates-formes. Ceci est nécessaire avant qu'il ne puisse être adopté par les fabricants d'ordinateurs commerciaux.