Algoritmul prezice consumul de putere al procesorului incredibil de rapid

Inginerii computerelor de la Universitatea Duke au dezvoltat o nouă metodă de inteligență artificială (IA) care poate prezice cu acuratețe consumul de putere al oricărui tip de procesor de computer. Caracteristica cea mai impresionantă a acestei noi metode este capacitatea sa de a efectua această operațiune de peste o trilion de ori pe secundă, folosind foarte puțină putere de calcul în sine.

Tehnica APOLLO

Noua tehnică se numește APOLLO și a fost validată pe microprocesoare reale de înaltă performanță. Ea poate fi aplicată în multe moduri diferite, inclusiv pentru a îmbunătăți eficiența și a informa dezvoltarea microprocesoarelor.

Cercetarea care prezintă această nouă metodă a fost publicată la MICRO-54: 54th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture.

Zhiyao Xie este autorul principal al articolului și un candidat la doctorat în laboratorul lui Yiran Chen, care este profesor de inginerie electrică și informatică la Duke.

“Acesta este un studiu intensiv care a depins în mod tradițional de circuite suplimentare pentru a aborda problema,” a spus Xie. “Dar abordarea noastră rulează direct pe microprocesor în fundal, ceea ce deschide multe oportunități noi. Cred că de aceea oamenii sunt entuziasmați de ea.”

Procesoarele de computer moderne

Procesoarele de computer moderne se bazează pe cicluri de calcule care se efectuează de 3 trilioane de ori pe secundă. Pentru a menține performanța și eficiența cipului, consumul de putere al acestor tranziții rapide trebuie urmărit. Când un procesor consumă prea multă putere, poate rezulta supraîncălzire și deteriorare. Când puterea se schimbă rapid, poate provoca complicații electromagnetice interne care duc la un procesor mai lent.

Software-ul poate prezice și opri aceste extreme, iar inginerii computerelor pot folosi software-ul pentru a proteja hardware-ul și a crește performanța. Cu toate acestea, acest proces necesită hardware și putere de calcul suplimentare.

“APOLLO se apropie de un algoritm ideal de estimare a puterii care este atât precis, cât și rapid și poate fi ușor integrat într-un nucleu de procesor la un cost scăzut de putere,” a spus Xie. “Și deoarece poate fi utilizat în orice tip de unitate de procesare, ar putea deveni o componentă comună în proiectarea viitoare a cipului.”

Folosind inteligența artificială

APOLLO se bazează pe inteligența artificială pentru puterea sa. Algoritmul se bazează pe IA pentru a identifica și selecta 100 de semnale ale procesorului, care se corelează cu consumul de putere. Aceste 100 de semnale sunt apoi folosite pentru a construi un model de consum de putere, iar algoritmul le monitorizează pentru a prezice performanța cipului în timp real.

Acest proces este autonom și bazat pe date, ceea ce înseamnă că poate fi implementat pe aproape orice arhitectură de procesor de computer.

“După ce IA selectează cele 100 de semnale, puteți privi algoritmul și vedea ce sunt,” a spus Xie. “Multe dintre selecții au sens intuitiv, dar chiar și dacă nu, ele pot oferi feedback designerilor, informându-i care procese sunt cel mai puternic corelate cu consumul de putere și performanță.”

Cercetătorii spun că algoritmul necesită încă teste și evaluări cuprinzătoare pe diferite platforme. Acest lucru este necesar înainte de a putea fi adoptat de producătorii comerciali de computere.