Алгоритм передбачення споживання процесора передбачає споживання енергії неймовірно швидко

Інженери-комп’ютерники з Дюкського університету розробили новий метод штучного інтелекту (ШІ), який може точно передбачити споживання енергії будь-якого типу комп’ютерного процесора. Найбільш вражаючою особливістю цього нового методу є його здатність виконувати цю операцію понад трильйон разів на секунду, використовуючи при цьому дуже мало обчислювальної потужності.

Техніка APOLLO

Нову техніку називають APOLLO, і вона була перевірена на реальних високопродуктивних мікропроцесорах. Її можна застосувати багатьма різними способами, включаючи поліпшення ефективності та інформування розробки мікропроцесорів.

Дослідження, що описує цей новий метод, було опубліковано на MICRO-54: 54-ій щорічній міжнародній симпозіумі IEEE/ACM з мікроархітектури.

Zhiyao Xie є першим автором статті та аспірантом лабораторії Yiran Chen, який є професором електротехніки та комп’ютерних наук у Дюкському університеті.

“Це інтенсивно вивчена проблема, яка традиційно залежала від додаткової апаратури для вирішення”, – сказав Xie. “Але наш підхід працює безпосередньо на мікропроцесорі на фоні, що відкриває багато нових можливостей. Я думаю, що саме тому люди схвильовані цим.”

Сучасні комп’ютерні процесори

Сучасні комп’ютерні процесори залежать від циклів обчислень, які виконуються трильйон разів на секунду. Для підтримки продуктивності та ефективності процесора необхідно відстежувати споживання енергії цих швидких переходів. Коли процесор споживає надто багато енергії, це може призвести до перегріву та пошкодження. Коли енергія змінюється швидко, це може викликати внутрішні електромагнітні ускладнення, які призводять до сповільнення процесора.

Програмне забезпечення може передбачити та зупинити ці крайності, і інженери-комп’ютерники можуть використовувати його для захисту апаратури та підвищення продуктивності. Однак цей процес вимагає додаткової апаратури та обчислювальної потужності.

“APOLLO наближається до ідеального алгоритму оцінки потужності, який є точним і швидким і може легко бути інтегрований у процесорний ядро при низькій вартості потужності”, – сказав Xie. “І оскільки його можна використовувати в будь-якому типу процесорної одиниці, воно може стати загальною складовою майбутнього проектування мікросхем.”

Використання штучного інтелекту

APOLLO використовує штучний інтелект для своєї потужності. Алгоритм залежить від ШІ для визначення та вибору 100 сигналів процесора з мільйонів, які корелюють зі споживанням енергії. Ці 100 сигналів потім використовуються для створення моделі споживання енергії, і алгоритм відстежує їх для передбачення продуктивності мікросхеми в реальному часі.

Цей процес є автономним і керується даними, що означає, що його можна реалізувати майже на будь-якій архітектурі комп’ютерного процесора.

“Після того, як ШІ вибирає свої 100 сигналів, ви можете подивитися на алгоритм і побачити, які вони”, – сказав Xie. “Багато виборів мають інтуїтивний сенс, але навіть якщо вони цього не роблять, вони можуть надати зворотній зв’язок розробникам, інформуючи їх, які процеси найбільш сильно корелюють зі споживанням енергії та продуктивністю.”

Дослідники кажуть, що алгоритму ще потрібно подальше тестування та комплексні оцінки на різних платформах. Це потрібно до того, як його можна буде прийняти комерційними виробниками комп’ютерної техніки.