Operações com Matrizes Esparsas Estruturadas e sua Integração à Arquitetura RISC-V

• Processo: 24/17401-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
• Pesquisador responsável: Guido Costa Souza de Araújo
• Beneficiário: Luc Joffily Ribas
• Instituição Sede: Instituto de Computação (IC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Matrizes esparsas Arquitetura e organização de computadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Arquitetura de processadores | Esparsidade Estruturada | matrizes esparsas | Risc-V | sistemas de computação | Arquitetura de Computadores

Resumo

Matrizes esparsas estruturadas são comuns em diversas áreas de conhecimento,desde aceleração e compressão de redes neurais até resoluções numéricas de equações diferenciais parciais. A grande maioria das aplicações que usam matrizes esparsas em suas operações (e.g. redes neurais) possuem volumes grandes de dados que resultam em longos tempos de computação. Ainda que existam algoritmos para computação de matrizes esparsas estes ou são específicos a um dado nível de esparsidade ou não são rápidos o suficiente para lidar com matrizes muito grandes. Assim, torna-se pertinente a utilização de aceleradores em hardware para otimizar as operações básicas como multiplicação matriz esparsa-densa e matriz-vetor. A proposta desse projeto ´e criar algoritmos eficientes para essas operações que possam ser integrados `a aceleradores de multiplicação de matrizes da arquitetura RISC-V, uma arquitetura que está se tornado referência para o projeto de CPUs. Nesse projeto, serão avaliados métodos de alinhamento de memória para fazer proveito máximo do processamento, bem como proposto um padrão para esparsidade que possa ser eventualmente implementado em hardware.