GraphNoC: Graph Neural Networks for Application-Specific FPGA NoC Performance Prediction
Notice bibliographique
Résumé
We can democratize design of FPGA Network-on-Chips by replacing slow and expensive conventional NoC benchmarking tools with highly accurate and fast Graph Neural Networks based models. FPGA reconfigurability allows for tuning and designing of NoCs specific to the application being implemented on the FPGA, a facility not afforded to ASIC NoCs. However, such application-specific NoC designs can require thousands of incremental updates and customization to the NoC design, with each resulting NoC configuration needing benchmarking for packet performance to guide the design process. Additionally, each of these benchmark runs can take up to minutes with conventional tools like RTL simulation for modest packet trace lengths. As a result, tuning and design of a NoC even for a single FPGA application can last up to days, presenting a critical bottleneck to developer efficiency and iteration speed. We address this by presenting a framework to encode any FPGA NoC and any FPGA application traffic into graphs, called GraphNoC. We create a dataset of these graphs, comprising of different FPGA NoCs and applications. We use this dataset to train GNNs, including foundation models, to predict NoC routing latencies that can accelerate benchmarking run-times by up to$148 \times(506 \times$using GPU) with prediction top-20 accuracies up to 97.2 %. We also show these GNNs can accelerate end-to-end FPGA application-specific NoC design by up to$4.3 \times$($37 \times$using GPU) while regressing final NoC latency by only 30 cycles.
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 machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».