L’algoritmo prevede il consumo energetico del processore in modo incredibilmente veloce
Gli ingegneri informatici della Duke University hanno sviluppato un nuovo metodo di intelligenza artificiale (AI) in grado di prevedere con precisione il consumo energetico di qualsiasi tipo di processore per computer. La caratteristica più impressionante di questo nuovo metodo è la sua capacità di eseguire questa operazione oltre un trilione di volte al secondo, il tutto utilizzando una potenza di calcolo molto ridotta.
APOLLO Technique
La nuova tecnica si chiama APOLLO ed è stata convalidata su microprocessori reali e ad alte prestazioni. Potrebbe essere applicato in molti modi diversi, anche per migliorare l’efficienza e informare lo sviluppo di microprocessori.
La ricerca che descrive in dettaglio questo nuovo metodo è stata pubblicata al MICRO-54: 54th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture.
Zhiyao Xie è il primo autore dell’articolo e un dottorando nel laboratorio di Yiran Chen, professore di ingegneria elettrica e informatica alla Duke.
“Questo è un problema studiato intensamente che tradizionalmente si basava su circuiti aggiuntivi per affrontare”, ha affermato Xie. “Ma il nostro approccio viene eseguito direttamente sul microprocessore in background, il che apre molte nuove opportunità. Penso che sia questo il motivo per cui le persone ne sono entusiaste”.
Modern Computer Processors
I moderni processori per computer si basano su cicli di calcoli eseguiti 3 trilioni di volte al secondo. Per mantenere le prestazioni e l’efficienza del chip, è necessario tenere traccia del consumo energetico di queste transizioni veloci. Quando un processore assorbe troppa energia, può provocare surriscaldamento e danni. Quando la potenza cambia velocemente, può causare complicazioni elettromagnetiche interne che si traducono in un processore più lento.
Il software può prevedere e fermare questi estremi e gli ingegneri informatici possono usarlo per proteggere l’hardware e aumentare le prestazioni. Tuttavia, questo processo richiede hardware aggiuntivo e potenza di calcolo.
“APOLLO si avvicina a un algoritmo di stima della potenza ideale che sia accurato e veloce e possa essere facilmente integrato in un core di elaborazione a basso costo energetico”, ha affermato Xie. “E poiché può essere utilizzato in qualsiasi tipo di unità di elaborazione, potrebbe diventare un componente comune nella futura progettazione di chip”.
Drawing on AI
APOLLO attinge all’intelligenza artificiale per il suo potere. L’algoritmo si basa sull’intelligenza artificiale per identificare e selezionare 100 dei milioni di segnali di un processore, che sono correlati al suo consumo energetico. Questi 100 segnali vengono quindi utilizzati per costruire un modello di consumo energetico e l’algoritmo li monitora per prevedere le prestazioni del chip in tempo reale.
Questo processo è autonomo e guidato dai dati, il che significa che può essere implementato su quasi tutti i tipi di architettura del processore del computer.
“Dopo che l’IA ha selezionato i suoi 100 segnali, puoi guardare l’algoritmo e vedere cosa sono”, ha detto Xie. “Molte selezioni hanno un senso intuitivo, ma anche se non lo fanno, possono fornire feedback ai progettisti informandoli quali processi sono maggiormente correlati al consumo energetico e alle prestazioni”.
I ricercatori affermano che l’algoritmo necessita ancora di ulteriori test e valutazioni complete su piattaforme diverse. Ciò è necessario prima che possa essere adottato dai produttori di computer commerciali.
