19498

۱۹۴۹۸

كاهش انرژي مصرفي در حافظه هاي نهان مبتني بر STT-MRAM با استفاده از كنترل بر خط كيفيت خروجي براي كاربردهاي نهفته

كارشناسي ارشد

معماري سيستم هاي كامپيوتري

1395

۲۶ شهريور ۱۳۹۷

دكتر مهدي فاضلي

كامپيوتر

محاسبه‌ي تخميني، امكاني است كه در آن مديريت فاكتورهاي كيفيت-انرژي حافظه‌ي STT-MRAM منجر به نتايجي مطلوب از ديدگاه مصرف انرژي مي‌شود. بر اين اساس، مطالعات بسياري روش‌هاي متفاوتي را براي برقراري يك تعادل ميان آستانه‌ي كيفيت خروجي و انرژي مصرفي در برنامه‌هاي كاربردي محاسبه‌ي تخميني كه از حافظه‌هاي STT-MRAM بهره مي‌برند، ارائه داده‌اند. كيفيت‌ خروجي برنامه‌هاي كاربردي محاسبه‌ي تخميني به طور گسترده‌اي تحت تأثير نوسانات شرايط محيطي قرار دارند. با اين حال، هيچ يك از روش‌هاي پيشين در اين زمينه تأثير اين نوسانات را در كيفيت خروجي در نظر نگرفته‌اند. در اين پايان‌نامه، يك روش سخت‌افزاري/نرم‌افزاري، به نام NOSTalgy، براي مصالحه ميان كيفيت خروجي حافظه‌هاي نهان STT-MRAM و نيز انرژي مصرفي براي برنامه‌هاي كاربردي محاسبه‌ي تخميني ارائه شده است. NOSTalgy از تنظيم فاكتورها به صورت ريز-دانه به همراه سطوح كيفيت مختلف براي هر دسترسي نوشتن استفاده مي‌كند كه اين سطوح كيفيت به صورت پويا بر اساس كيفيت خروجي مورد نظر و نيز كيفيت آستانه تنظيم مي‌شوند. نتايج آزمايشات انجام شده از طريق يك مجموعه از برنامه‌هاي محك بينايي كامپيوتري نشان مي‌دهند كه NOSTalgy علاوه بر اين كه آستانه‌ي كيفيت خروجي را ارضا مي‌كند، در مقايسه با آخرين روش پيشين ارائه شده در اين زمينه نيز حدود 20% انرژي بيش‌تري را ذخيره مي‌كند.

1397/07/22

Energy Consumption Reduction in STT-MRAM Caches through On-Line Quality Management for Embedded Applications

9/17/2018 12:00:00 AM

Approximate computing is a criteria where STT-MRAM quality-energy knob(s) management leads to promising results form the energy saving perspectives. Accordingly, several studies proposed different approaches to conduct a balance between output threshold quality and energy consumption in approximate computing applications benefit form STT-MRAM on-chip memories. the approximate computing application output qualities are highly affected by the environmental condition fluctuations. However, non of the previous approaches in the literature consider the effect of these fluctuations in the quality of outputs. in this thesis, we propose NOSTalgy, a hardware/software approach for dynamically trading quality of STT-MRAM caches for energy saving in approximate computing applications. NOSTalgy utilizes fine-grained cache-line-level actuation knob with different levels of quality for individual write accesses that dynamically adjust based on the delivered output quality and the threshold quality of applications. our experimental results with a set of computer-vision benchmarks show that while NOSTalgy satisfies the output quality thresholds, it delivers up to 20% energy savings compare with the most recent related approach.