A resource-aware multicore CGRA architecture for edge applications

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Korol, Guilherme Dos Santos
• Orientador(a): Beck Filho, Antonio Carlos Schneider
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Arquiteturas reconfiguraveis; Internet das coisas; Sistemas inteligentes; Multiprocessadores; Cmos; Microeletrônica
• Palavras-chave em Inglês: CGRA; Resource management; Power gating
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/213181

Dispositivos Edge na Internet das Coisas (IoT) são sistemas inteligentes, conectados à nuvem, normalmente movidos a bateria que estão aumentando em número e são utilizados em muitas aplicações, que incluem casas inteligentes, agricultura, saúde, transporte, segurança, e telecomunicações. Em especial, esses dispositivos de alta demanda computacional vem expondo projetistas ao problema de alcançar alta vazão e baixa latência em ambientes de alimentação limitada. E mais, com aplicações migrando da nuvem para Edge, esses dispositivos estão executando paralelamente mais e mais aplicações, e hoje em dia possuem múltiplos processadores para este tipo de processamento. Entretanto, como as arquiteturas multiprocessadas não oferecem a melhor adaptabilidade entre o hardware e as várias aplicações com requisitos de recursos diversos, muitos trabalhos têm investigado o uso de arquiteturas reconfiguráveis. em especial, as Arquiteturas Reconfiguráveis de Grão Grosso (CGRA), para prover processamento eficiente energeticamente. Atualmente, essa adaptabilidade está limitada a ter organização homogênea, objetivando maior desempenho, ou a ter organização heterogênea, objetivando melhoria da eficiência energética. É proposta neste trabalho uma nova abordagem para aumentar a eficiência energética das CGRAs que dinamicamente monitora os recursos subutilizados e aplica power gate de forma a economizar potência com mínimos impactos em performance. Então, ampliamos a abordagem para uma arquitetura multiprocessada com múltiplas CGRAs, onde um controlador centralizado detecta quais aplicações estão subutilizando suas CGRAs e regula o power gate de cada unidade para satisfazer uma restrição de potência em nível de sistema. Usando a abordagem proposta, promovemos uma arquitetura de CGRAs homogêneas para atingir níveis de consumo energético de uma heterogênea, uma vez que o grau adicional de adaptabilidade oferecido pelo gerenciamento online adequa de forma transparente os recursos do sistema às aplicações em uso. No geral, é possível atingir reduções em EDP de mais de 40% quando a arquitetura proposta é comparada com suas equivalentes homogênea e heterogênea.