211service.com
Chyby vylepšují některé obvody
Návrh obvodu obvykle není místem pro chyby. Nový výzkum však ukazuje, že zavedení kontrolovaného množství chyb do jednoduchého obvodu může zdvojnásobit jeho rychlost a zároveň snížit jeho spotřebu energie a velikost na polovinu.
Chyba testeru: Výzkumník z Rice University Avinash Lingamneni testuje prototypové obvody, které jsou náchylné k chybám, ale fungují efektivně.
Výzkumníci za prací používají metodu návrhu k vytvoření sluchadel, u kterých doufají, že budou mít mnohem delší životnost baterie. Metody by také mohly zlepšit účinnost dalších specializovaných obvodů používaných v displejích a fotoaparátech.
Výzkumníci v čele s Kršnova palma , profesor výpočetní techniky na Rice University, navrhli algoritmus, který upravuje návrh obvodu tak, aby byl efektivnější, vzhledem k nastavené míře chyb, kterou lze tolerovat. Výzkumníci z Palemovy laboratoře představili práci minulý týden na konferenci DATE11 ve francouzském Grenoblu.
Umožnění předem stanovené míry chyb může vést k výraznému zvýšení efektivity bez znatelného poklesu výkonu. Dokud jsou chyby zaváděny kontrolovaným způsobem a nejdůležitější části operace jsou chráněny před chybou, lze malé chyby tolerovat v mnoha aplikacích – například při zpracování zvuku a grafického signálu. Jediná taková výpočetní chyba může mít za následek nepatrné, chvilkové zkreslení obrazu nebo zvuku, které by většina lidí nebyla schopna detekovat.
Snížení napětí, které obvod používá ke snížení spotřeby energie, způsobí chyby. Když je napětí nižší, některé části obvodu běží pomaleji než ostatní, což vede k chybám. Počítačoví vědci vyrobili čipy, které mění napětí různých částí obvodu za chodu. Ale tyto návrhy jsou složité a zvětšují velikost čipu.
Okruh si můžete představit jako síť silnic, říká Palem. Jak informace proudí okruhem, některé cesty mají silný provoz, některé téměř žádný. Algoritmus skupiny Rice analyzuje okruh, aby identifikoval cesty, které lze ořezat, přičemž zavádí pouze tolerovatelné chyby. Procházeli jsme audio soubory obvodem a hledali jsme zóny vysoké, střední a nízké aktivity v sérii diagnostických testů, vysvětluje Palem.
Skupina Rice poté spolupracovala s výzkumníky ve Švýcarském centru pro elektroniku a mikrotechnologii na výrobě a testování ořezaných obvodů. Zjistili, že nový okruh běží dvakrát rychleji s poloviční energií a má 8procentní velikost chyby. Dostanete zpět mnohem víc, než rozdáte, říká Palem. Tato chybovost je v základu toho, co je tolerovatelné pro percepční úkoly, jako je zrak a sluch.
Předchozí práce na povolení chyb v návrhu obvodu nebyla tak systematická, říká Subhasish Mitra , odborný asistent elektrotechniky a informatiky na Stanfordské univerzitě. Poznamenává však, že skupina Rice dosud prokázala metodu návrhu s velmi jednoduchým obvodem. Mitra očekává, že provedení tohoto typu návrhu se složitějšími systémy bude výzvou.
Výzkumníci by například rádi prodloužili životnost baterie v laptopech nebo mobilních telefonech pomocí tohoto typu přístupu. Ale tato zařízení mají složité mikroprocesory, složené z mnoha obvodů integrovaných do mnoha jader. Když vytváříte celkový systém, musíte se ujistit, že přidáváte hodnotu a že je systém robustní, aby odolal chybám, říká Mitra.
Palem doufá, že nejprve prokáže koncept ořezaných obvodů v jednoduchém systému: bloky pro digitální zpracování signálu sluchadla. Jeho skupina spolupracuje s neurovědci z technologické univerzity Nanyang v Singapuru, kteří modelují lidský sluch u testovacích subjektů. Zatím nevíme, které informace ucho zajímá, říká Palem. Přibližně za šest měsíců budou provedeny neurovědní studie a Palemova skupina vloží informace o toleranci chyb lidského ucha do procesu návrhu obvodu. Doufáme, že návrh budeme mít do konce roku, říká.