An Energy-Efficient Approximate Divider Based on Logarithmic Conversion and Piecewise Constant Approximation
Notice bibliographique
Résumé
Approximate computing (AC) has been considered as a promising paradigm to improve the energy-efficiency of computing hardware for error-tolerant applications, with negligible quality degradation to the output. Dividers frequently limit the performance of a computing system; however, they have not received as much attention as multipliers and adders in AC. In this paper, an energy-efficient and high-performance approximate divider is proposed based on logarithmic conversion and piecewise constant approximation. In this design, the range for the conversion between binary and logarithmic numbers is first expanded from <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\mathbf {[{0,1}]}$ </tex-math></inline-formula> to <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\mathbf {[-0.5,1]}$ </tex-math></inline-formula> . A heuristic search algorithm is then devised to find the most accurate constant set to approximate the reciprocal of the divisor, by minimizing a statistical error. The hardware implementation is presented for both floating-point (FP) and integer dividers. With a high configurability, the proposed divider results in a mean relative error distance (MRED) from 2.78% to 0.046%, indicating a high accuracy among state-of-the-art approximate dividers. Compared to the half-precision FP divider, the proposed divider with a MRED of 0.74% can achieve nearly <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\mathbf {90\times }$ </tex-math></inline-formula> improvement in PDP. Moreover, compared to state-of-the-art approximate dividers, the proposed design is in the Pareto Frontier in terms of power delay product (PDP) and MRED. The three image processing application results demonstrate that the proposed divider can result in the highest peak signal-to-noise ratio (PSNR) and structural similarity (SSIM) even with truncation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».