Mendesain perkiraan komputasi untuk menghemat energi
HI-Tech

Mendesain perkiraan komputasi untuk menghemat energi


Kredit: CC0

Jika Anda berpikir tentang komputasi, kata-kata kebenaran, kecepatan, dan presisi mungkin muncul di benak Anda. Namun para peneliti proyek OPRECOMP berbeda pendapat. Mereka bertujuan untuk mengembangkan jenis penghitungan yang sangat berbeda dan lebih fleksibel yang disebut komputasi transprecision.

Menghancurkan asumsi presisi 100%, yang mendasari hampir semua komputasi digital modern, adalah tujuan utama dari konsorsium penelitian OPRECOMP yang dipimpin oleh IBM Research Europe di Zurich. Dalam banyak aplikasi, ketepatan seperti itu tidak diperlukan dan menggunakan terlalu banyak energi. Sebaliknya, OPRECOMP akan memberikan perkiraan jumlah energi yang tepat yang dibutuhkan untuk pekerjaan itu. Teknologi baru juga akan membuat komputasi menjadi lebih cepat.

Biasanya, komputer digital menggunakan skema pengkodean yang rumit yang menyimpan angka dalam bentuk 64 digit biner. Namun, dalam banyak kasus, aplikasi tidak memerlukan semua digit ini. Tantangan dalam proyek ini tidak hanya untuk mengurangi konsumsi energi, tetapi juga untuk memastikan bahwa hasil perkiraan tetap berada dalam batas yang telah ditentukan — atau setidaknya batasan tersebut dapat diberikan untuk hasil.

OPRECOMP menangani tumpukan komputasi lengkap dari perangkat keras fisik melalui arsitektur ke kompiler, algoritme, dan perangkat lunak. Itu bercita-cita untuk memberikan kerangka kerja transprecision penuh pertama untuk komputasi masa depan. Untuk mencapai hal ini, tim interdisipliner yang terdiri dari ahli matematika, ilmuwan komputer, dan insinyur perangkat lunak dan perangkat keras bekerja tidak hanya di sisi komputasi, tetapi juga menampilkan manfaat dalam aplikasi keren seperti drone kecil yang menggunakan perkiraan komputasi untuk terbang dalam waktu yang lebih lama. waktu.

Bidang aplikasi yang ditargetkan lainnya termasuk analitik data besar, pembelajaran mesin, dan komputasi kinerja tinggi (HPC). Arsitektur yang dikembangkan akan membahas aspek pemrosesan, memori dan komunikasi dari sistem daya rendah (mW) yang digunakan di perangkat kecil atau objek yang terhubung ke sistem komputasi berkinerja tinggi yang besar dan intensif energi (kW).

Tim proyek telah mengadaptasi banyak algoritma yang ada untuk bekerja dalam transprecision: misalnya tim telah mengembangkan implementasi baru dari algoritma BLSTM, yang mengubah gambar menjadi teks hanya dengan menggunakan presisi 8-bit. Ini hanya kehilangan 0,01% dalam akurasi tetapi mengurangi konsumsi daya hingga faktor 4 atau bahkan 8. Algoritma ini juga telah diterapkan di perangkat keras, membuktikan bahwa itu dapat diotomatisasi dan digunakan dalam aplikasi.

“Salah satu tantangannya adalah bahwa komputasi transprecision tidak diketahui secara luas — bahkan di antara ilmuwan komputer”, kata koordinator Cristiano Malossi. “Otomatisasi adalah kunci untuk membantu komunitas internasional yang terbuka untuk tumbuh, sehingga komputasi transprecision dapat diakses oleh khalayak luas, termasuk insinyur yang tidak memiliki keahlian dalam perkiraan dan komputasi yang tidak tepat. Dalam hal ini, OPRECOMP sedang mengembangkan kit pengembangan perangkat lunak transprecision yang memungkinkan pengembang untuk dengan mudah memprogram dan bereksperimen dengan algoritme transprecision dan perangkat komputasi kecil, seperti PULP. Peta jalan untuk melihat teknologi ini dalam aplikasi sehari-hari masih panjang, tetapi dengan OPRECOMP kami telah membuat langkah besar ke depan. “

Pada saat OPRECOMP berakhir, pada Desember 2020, proyek akan menghasilkan algoritme baru berdasarkan komputasi transprecision, platform hemat energi baru untuk menjalankan beban kerja tersebut, perpustakaan lingkungan perangkat lunak untuk memungkinkan penggunaan komputasi transprecision, serta perpustakaan emulasi yang mempercepat pembuatan prototipe. dan pengembangan. Semua perangkat lunak yang dihasilkan dibuat sebagai Sumber Terbuka, dan hasil seperti pustaka pemrograman FloatX untuk komputasi presisi rendah telah menjadi berita. Lebih lanjut, IBM telah membuat prototipe sistem HPC tradisional yang digabungkan dengan akselerasi komputasi transprecision.


Pendekatan baru untuk komputasi meningkatkan efisiensi energi


Kutipan: Mendesain perkiraan komputasi untuk menghemat energi (2020, 16 Oktober), diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-10-approximate-energy.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Keluaran SGP