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Dissertação

Vector Multiply-Accumulate Unit for Transprecision Computing EVALUATED

Detalhes: O paradigma de computação em transprecisão é atualmente visto, como uma potencial solução para aumentar o desempenho e eficiência energética em sistemas de computação modernos, através do ajuste da precisão dos números de vírgula flutuante aos requisitos da aplicação. No entanto, a maior parte das implementações resultam da utilização de diversos módulos para suportar as diferentes precisões. Para contrariar esta tendência, arquiteturas mais recentes implementam unidades de precisão variável, com datapaths dinâmicos que suportam diferentes precisões com os mesmos recursos de hardware. Esta abordagem, permite reduções de área como também possibilita explorar esquemas de Single Instruction, Multiple Data (SIMD). No entanto, apesar do seu sucesso, estas arquiteturas tendem apenas a suportar o standard IEEE-754, que não contempla aritmética de baixa precisão. Neste sentido, o recente sistema numérico Posit apresenta uma codificação não uniforme que é particularmente adequada para a aritmética de baixa precisão. No entanto, para precisões mais elevadas, o Posit toma proporções de hardware demasiado elevadas. Assim, esta Tese propõe uma nova unidade Vetorial de Multiplicação-Acumulação unificada para os formatos Posit e IEEE-754, oferecendo precisão variável e recursos de computação SIMD. A unidade é totalmente vetorizada, com aritmética de precisão variável e suporte para os formatos Posit e IEEE-754. A unidade proposta, foi inteiramente descrita em RTL e implementada em Application Specific Integrated Circuit (ASIC) e em dispositivos Field Programmable Gate Array (FPGA). Os resultados mostram que a unidade proposta, quando comparada a uma referência de transprecisão, obtém uma área 50% inferior e requere consumo de potência 2.9x menor.
Keywords: Aritmética de Vírgula Flutuante, Formato Numérico Posit, IEEE-754, Precisão Variável, SIMD, Computação de Transprecisão

Discussão: novembro 15, 2021, 15:30