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Enregistrement W2068573906 · doi:10.1109/fccm.2013.36

A Multithreaded VLIW Soft Processor Family

2013· article· en· W2068573906 sur OpenAlexaff
Kalin Ovtcharov, Ilian Tili, J. Gregory Steffan

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueParallel Computing and Optimization Techniques
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceDatapathField-programmable gate arrayPipeline (software)CompilerVery long instruction wordParallel computingThroughputComputer architectureAdderEmbedded systemSimple (philosophy)ANSI CStratixComputer hardwareProgramming language

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Summary form only given. There is growing commercial interest in using FPGAs for compute acceleration. To ease the programming task for non-hardware-expert programmers, systems are emerging that can map high-level languages such as C and OpenCL to FPGAs-targeting compiler-generated circuits and soft processing engines. Soft processing engines such as CPUs are familiar to programmers, can be reprogrammed quickly without rebuilding the FPGA image, and by their general nature can support multiple software functions in a smaller area than the alternative of multiple per-function synthesized circuits. Finally, compelling processing engines can be incorporated into the output of high-level synthesis systems. For FPGA-based soft compute engines to be compelling they must be computationally dense: they must achieve high throughput per area. For simple CPUs with simple functional units (FUs) it is relatively straightforward to achieve good utilization, and it is not overly-detrimental if a small, single-pipeline-stage FU such as an integer adder is under-utilized. In contrast, larger, more deeply pipelined, more numerous, and more varied FUs can be quite challenging to keep busy-even for an engine capable of extracting instruction-level parallelism (ILP) from an application. Hence a key challenge for FPGA-based compute engines is how to maximize compute density (throughput per-area) by achieving high utilization of a datapath composed of multiple varying FUs of significant and varying pipeline depth. In this work, we propose a highly-parameterizable template architecture of a multi-threaded FPGA-based compute engine designed to highly-utilize varied and deeply pipelined FUs. Our approach to achieving high utilization is to leverage (i) support for multiple thread contexts (ii) thread-level and instruction-level parallelism, and (iii) static compiler analysis and scheduling. We focus on deeply-pipelined, IEEE-754 floating-point FUs of widely-varying latency, executing both Hodgkin-Huxley neuron simulation and Black-Scholes options pricing models as example applications, compiled with our LLVM-based scheduler. Targeting a Stratix IV FPGA, we explore architectural tradeoffs by measuring area and throughput for designs with varying numbers of FUs, thread contexts (T), memory banks (B), and bank multi-porting. To determine the most efficient designs that would be suitable for replicating we measure compute density (application throughput per unit of FPGA area), and report which architectural choices lead to the most computationally-dense designs.The most computationally dense design is not necessarily the one with highest throughput and (i) for maximizing throughput, having each thread reside in its own bank is best; (ii) when only moderate numbers of independent threads are available, the compute engine has higher compute density than a custom hardware implementation eg., 2.3x for 32 threads; (iii) the best FU mix does not necessarily match the FU usage in the dataflow graph of the application; and (iv) architectural parameters.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,975
Score d'incertitude au seuil0,561

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2013
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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