Suporte Arquitetural para Computação Aproximada

Resumo

A falha do modelo de Dennard e as dificuldades de desenvolvimento de arquiteturas multicore têm afetado negativamente a eficiência energética de sistemas computacionais modernos.Como muitas aplicações não requerem acurácia perfeita, a utilização de técnicas de Computação Aproximada pode trocar qualidade final esperada das operações por um menor custo energético.Essas técnicas em nível de hardware geralmente otimizam energia pelo ajuste de parâmetros externos ao circuito, como tensão de alimentação e frequência, ou pela substituição de circuitos específicos, como unidades aritméticas aproximadas.A Computação Aproximada mostra-se vantajosa quando avaliada em isolamento, porém sua aplicabilidade em uma arquitetura computacional depende do desenvolvimento de um mecanismo de controle que permita a regulação do nível de acurácia ao qual uma aplicação é submetida.Tal mecanismo traz desafios de projeto, como a latência necessária para o controle dinâmico de parâmetros do circuito e a necessidade de replicação de unidades funcionais, que podem reduzir os potenciais ganhos energéticos.Este trabalho visa propor e avaliar alternativas de integração de técnicas de Computação Aproximada em uma arquitetura computacional, com a inclusão de uma unidade de controle que permita operação tanto em modo acurado quanto em modo aproximado.O projeto resultará em uma arquitetura "aproximada", compatível com sistemas computacionais modernos, que permita a exploração dos potenciais ganhos em aplicações resistentes a aproximações, ao mesmo tempo que garanta acurácia em operações críticas e de controle.