ATHENA: UN ACELERADOR CONFIGURABLE, DINÁMICO Y AUTÓNOMO PARA APLICACIONES DE PROPÓSITO GENERAL

Resumen

La arquitectura reconfigurable se ha utilizado con éxito como aceleradores de uso general, lo que mejora tanto el rendimiento como la eficiencia energética. Sin embargo, estas ganancias tienen el costo de una sobrecarga de área significativa debido a la gran cantidad de unidades funcionales que se utilizan generalmente en los CGRA, lo que puede hacer que su integración en sistemas integrados con restricciones de área estricta sea prohibitiva. Con el fin de reducir la sobrecarga de área de los CGRA, este trabajo propone ATHENA (A THin rEcoNfigurable Array). ATHENA asigna dinámicamente los núcleos de las aplicaciones que se ejecutarán en CGRA. El mapeo se realiza a través de hardware dedicado (generador de configuración dinámica), que se implementa en una tubería de cinco etapas. ATHENA distribuye su cálculo a lo largo del tiempo, permitiendo que las unidades funcionales se reutilicen mapeando operaciones en la misma unidad, pero en diferentes ciclos. ATHENA se implementa en el simulador gem5 y utiliza el punto de referencia mibench para evaluar el sistema propuesto. ATHENA también se sintetizó utilizando la herramienta de síntesis de cadencia con tecnología de 45 nm. Los resultados muestran que ATHENA pudo acelerar hasta 1.72x mientras ahorraba un 37% en energía, en promedio, al agregar solo el 2.4% del área de sobrecarga en un procesador superescalar de 8 anchos. Por lo tanto, ATHENA es una solución prometedora para dispositivos móviles e integrados que proporciona mejoras de rendimiento y energía a un bajo costo de área.