Algorytm Niezwykle Szybko Przewiduje Pobór Mocy Procesora

Inżynierowie komputerowi z Duke University opracowali nową metodę sztucznej inteligencji (AI), która może dokładnie przewidywać pobór mocy dowolnego typu procesora komputerowego. Najbardziej imponującą cechą tej nowej metody jest jej zdolność do przeprowadzania tych obliczeń ponad bilion razy na sekundę, przy jednoczesnym wykorzystaniu bardzo małej mocy obliczeniowej.

Technika APOLLO

Nowa technika nosi nazwę APOLLO i została zweryfikowana na rzeczywistych, wysokowydajnych mikroprocesorach. Może być stosowana na wiele różnych sposobów, w tym w celu poprawy efektywności i wsparcia rozwoju mikroprocesorów. Badania szczegółowo opisujące tę nową metodę zostały opublikowane na konferencji MICRO-54: 54th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture. Zhiyao Xie jest pierwszym autorem pracy i doktorantem w laboratorium Yiran Chen, profesora inżynierii elektrycznej i komputerowej na Duke University. “To intensywnie badany problem, który tradycyjnie wymagał dodatkowych obwodów,” powiedział Xie. “Ale nasze podejście działa bezpośrednio na mikroprocesorze w tle, co otwiera wiele nowych możliwości. Myślę, że dlatego ludzie są tym podekscytowani.”

Nowoczesne procesory komputerowe

Nowoczesne procesory komputerowe opierają się na cyklach obliczeń wykonywanych 3 biliony razy na sekundę. Aby utrzymać wydajność i efektywność układu, pobór mocy podczas tych szybkich przejść musi być monitorowany. Gdy procesor pobiera zbyt dużo mocy, może to prowadzić do przegrzania i uszkodzeń. Gdy moc zmienia się zbyt szybko, może powodować wewnętrzne komplikacje elektromagnetyczne, które skutkują wolniejszą pracą procesora. Oprogramowanie może przewidywać i powstrzymywać te ekstrema, a inżynierowie komputerowi mogą je wykorzystać do ochrony sprzętu i zwiększenia wydajności. Jednak ten proces wymaga dodatkowego sprzętu i mocy obliczeniowej. “APOLLO zbliża się do idealnego algorytmu szacowania mocy, który jest zarówno dokładny, jak i szybki, i może być łatwo wbudowany w rdzeń procesora przy niskim koszcie energetycznym,” powiedział Xie. “A ponieważ może być używany w dowolnym typie jednostki przetwarzającej, może stać się powszechnym komponentem w przyszłych projektach układów scalonych.”

Wykorzystanie AI

APOLLO czerpie swoją moc ze sztucznej inteligencji. Algorytm opiera się na AI, aby zidentyfikować i wybrać 100 z milionów sygnałów procesora, które korelują z jego poborem mocy. Te 100 sygnałów jest następnie wykorzystywanych do zbudowania modelu poboru mocy, a algorytm monitoruje je, aby przewidywać wydajność układu w czasie rzeczywistym. Proces ten jest autonomiczny i oparty na danych, co oznacza, że może być wdrożony na niemal każdej architekturze procesora komputerowego. “Po tym, jak AI wybierze swoje 100 sygnałów, można spojrzeć na algorytm i zobaczyć, jakie one są,” powiedział Xie. “Wiele wyborów ma intuicyjny sens, ale nawet jeśli nie mają, mogą dostarczyć informacji zwrotnej projektantom, wskazując, które procesy są najsilniej skorelowane z poborem mocy i wydajnością.” Badacze twierdzą, że algorytm wciąż wymaga dalszych testów i kompleksowych ocen na różnych platformach. Jest to wymagane, zanim będzie mógł zostać przyjęty przez komercyjnych producentów komputerów.