كدينگ داده در ساختار تركيبي Uncore انرژي كارآمد براي تراشه چندپردازنده‌اي سه بعدي

كارشناسي ارشد

چكيده با كوچك شدن فناوري، تعداد اجزاي غير هسته (حافظه‌هاي نهان سطح آخر و شبكه بر روي تراشه) بر روي يك تراشه چند پردازنده‌اي افزايش مي‌يابد. با زياد شدن تعداد هسته‌هاي پردازشي توان مصرفي به يك نگراني اصلي در شبكه بر روي تراشه و حافظه نهان سطح آخر تبديل مي‌شود. فناوري‌هاي جديد، مثل مدارهاي يكپارچه شده سه‌بعدي و حافظه‌هاي غير فرار بعنوان جديدترين راه‌حل‌ها براي طراحي سيستم‌هاي چندپردازنده‌اي آگاه به سيليكون تاريك مطرح مي‌شوند. در شبكه‌هاي بر روي تراشه، تمام اجزا براي هر دسترسي بايد فعال باشند در نتيجه انرژي شبكه بر روي تراشه افزايش مي‌يابد. اگرچه حافظه‌هاي غير فرار مزيت‌هاي زيادي مثل توان نشتي پايين و چگالي بالا دارند اما آنها از نقاط ضعفي مثل تعداد عمليات نوشتن محدود، انرژي بالا و تاخير طولاني عمليات نوشتن رنج مي‌برند. در اين پايان‌نامه ما دو معماري جديد مبتني بر رمزگذاري به نام‌هاي UCA و NoS ارائه مي‌دهيم. معماري اول يعني UCA، مشكل‌ طول عمر كوتاه حافظه‌هاي غير فرار بعنوان حافظه نهان سطح آخر و مشكل تداخل خازني TSVها را به طور همزمان هدف قرار مي‌دهد. اين معماري مقادير داده‌هاي مكرر را در زمان اجرا به منظور كد كردن اين مقادير با استفاده از كدهاي وزني محدود شده تعيين مي‌كند و در نتيجه تعداد تغييرهاي بيتي براي مينيمم كردن انرژي و تداخل خازني را كاهش مي‌دهد. علاوه بر اين، اين رمزگذاري مي‌تواند طول عمر حافظه‌هاي غير فرار ادغام شده در حافظه نهان سطح آخر را بهبود دهد. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهد كه روش پيشنهاد شده مصرف انرژي را بطور متوسط تا حدود 27 درصد تحت برنامه محك پارسك كاهش مي‌دهد. در معماري دوم يعني NoS، ما يك روش فشرده‌سازي جديد به نام ZDC براي فشرده كردن ترافيك شبكه بر روي تراشه و همچنين افزايش طول عمر حافظه غير فرار در حافظه نهان سطح آخر ارائه مي‌دهيم. علاوه بر اين، ما بوسيله يك معماري جديد سربار زماني و انرژي استاتيك ناشي از فشرده‌سازي/عدم فشرده‌سازي داده‌ها را محدود مي‌كنيم. آزمايش‌ها نشان مي‌دهند كه فشرده‌سازي ZDC داراي ضريب فشرده‌سازي 46 درصدي است كه نسبت به دو روش فشرده‌سازي الگو مكرر و روش فشرده‌سازي صفر ضريب بهتري ارائه مي‌دهد و همچنين اين معماري انرژي مصرفي را به مقدار 27 درصد بهبود مي‌دهد. واژه‌هاي كليدي: رمزگذاري داده، حافظه نهان سطح آخر، شبكه بر روي تراشه، حافظه‌هاي غيرفرار، انرژي

188951

دانشگاه علم و صنعت ايران

معماري سيستم‌هاي كامپيوتري

دكتر محمود فتحي - دكتر محسن سرياني