侵权投诉
当前位置:

OFweek电子工程网

嵌入式设计

正文

“模糊”处理器问世 15倍现有CPU性能

导读: 允许错误以预设的频率出现,能够以大幅提高计算效率而没有明显的性能下降。只要这些错误以可控方式引入,并且操作的大多数重要部分已经被保护起来免于出错,在许多应用程序中都是可以容许少许错误发生的

  半个世纪以来,半导体行业一直在追求更精确的计算机芯片,以释放更强大的性能,电路设计也是不允许出错的,但是现在,科研人员们倒腾出来一种不精确的“模糊”处理器,允许偶尔的错误而改进计算性能和资源能效,原型产品的能效就已经比现有技术高出至少15倍。

“模糊”处理器

  参与这项研究的专家来自美国休斯敦莱斯大学、加州大学伯克利分校、新加坡南洋理工大学(NTU)、瑞士电子和微技术中心(CSEM)等科研机构,他们的这项成果也在意大利卡利亚里举行的计算前沿ACM国际大会上获得了最佳论文殊荣。

  这种模糊处理器的设计原理并不复杂:允许加乘单元之类的处理硬件犯一些错误,并且智能地管理出错的概率和计算类型,比如拿掉数字电路中一些不常用的部分,研究人员们发现就可以一方面大幅度提高性能,另一方面同步明显降低能耗。

  允许错误以预设的频率出现,能够以大幅提高计算效率而没有明显的性能下降。只要这些错误以可控方式引入,并且操作的大多数重要部分已经被保护起来免于出错,在许多应用程序中都是可以容许少许错误发生的,例如在音频和图像信号处理过程中,一个计算错误可能导致图像或声音微小的瞬时变形,但普通用户是根本察觉不出来的。

  视频处理软件在三种状态下对比:传统方法、相对误差0.54%的不精确处理、相对误差7.58%的不精确处理

  另外,人眼就自带了错误校正机制,使用不完全精确的加法器处理图像,如果相对误差不超过0.54%,人眼就基本无法分辨,而即时相对误差达到7.5%,仍然可以获得足够分辨的图像。

  这项研究早在2003年就开始了。2011年的初步模拟测试表明,砍掉传统设计微芯片的某些部分可以在三个方面提升性能:精简的芯片速度快了一倍、所需能耗减少了一半、核心面积减少了一半。经过进一步的深入研究,他们已经完成了一颗原型硅芯片,并且第一次对相关技术进行了实地验证。

  最新测试显示,这种“修剪”可以将能耗减少3.5倍,计算结果与正确值的平均偏差为0.25%。再考虑到速度的翻番和面积的减半,这就相当于获得了7.5倍的能效提升,偏差达到大约8%的能效更是提升了15倍。

声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号