Lei Feng réseau par AI Technology Review: En parlant FPGA, beaucoup de gens ne peuvent pas connaître, son anglais appelé Field Programmable Gate Array, qui est, des réseaux de portes programmables sur le terrain, également connu sous forme de circuits intégrés programmables. Avec les grandes données et le développement de l'intelligence artificielle, de plus en plus de centres de données mis en place comme accélérateur CPU FPGA pour augmenter le traitement des données de vitesse, d'améliorer les performances du serveur, ce qui réduit la consommation d'énergie du centre de données de FPGA est devenu un nouveau défi. Dans lequel l'article décrit un procédé de réduction de la consommation d'énergie FPGA - régulation de la tension dynamique à base de FPGA de la solution mesurée. Cette Partager recueillies auprès de vivre selon les clients.
Dynamique de tension mise à l'échelle (DVS) comme la technologie d'économie d'énergie de la puce numérique commune, il a été largement utilisé dans une puce CPU ou GPU. En raison de la structure matérielle FPGA programmable unique sur lequel la puce de circuit est modifié avec des changements dans l'application, qui a apporté de grandes difficultés FPGA mise à l'échelle de tension dynamique. doctorants Zhao Shuze du Département de l'électronique, l'Université de Toronto pour ce document présente un nouveau programme amélioré, réduisant efficacement l'amélioration de la consommation d'énergie de la puce et de performance.
Zhao Shuze, baccalauréat électronique de puissance Les direction de l'École de génie électrique, Département de l'électronique, Université de Toronto Maîtrise, Ph.D. Département de génie électronique, Université du Zhejiang, l'Université de Toronto en lecture. Un réseau de communications optiques à DEL recherche, de convertisseurs résonnants, la commande numérique du convertisseur, et les applications d'électronique de puissance dans le centre de données.
grandes lignes de l'action:
L'introduction du FPGA, la structure de puce FPGA
la consommation d'énergie du FPGA
FPGA mise à l'échelle de tension dynamique (DVS) à partir de mesures de
Partager le contenu:
Bonjour à tous, je suis aujourd'hui Zhao Shuze partager le contenu des aspects matériels de certains de nos résultats de recherche. Suivant d'abord à expliquer brièvement le problème et la structure du centre de données de consommation d'énergie, le défi sur l'introduction de FPGA et FPGA sur la consommation d'énergie. Enfin, pour présenter les résultats de notre équipe de recherche, à savoir comment assurer une régulation dynamique de la tension dans le FPGA.
la consommation d'énergie des centres de données
Au cours des dix dernières années, avec le développement des technologies de l'information, en particulier dans le sens du progrès de ces données récentes est très grand feu, le cloud computing, l'intelligence artificielle, centre de données comme le cerveau derrière ces mises en uvre de ces applications, sans doute connu un développement rapide. Avec l'intégration des centres de données, d'améliorer la puissance de calcul, la consommation d'énergie du centre de données a également été un problème très difficile.
Aux États-Unis, la consommation totale d'énergie en 2013 est le centre de données est estimé 91 térawatts (TWh), soit au total un pays de taille moyenne (par exemple Philippines) la consommation d'électricité dans tout le pays. Pour résoudre le problème de l'énergie, tout d'abord regarder ce que l'électricité charge un centre de données.
Peuvent généralement être résumées comme quatre: les charges informatiques, y compris des serveurs, des dispositifs de stockage, dispositifs de réseau, des commutateurs et analogues, la transmission de puissance et de transformation, y compris la perte causée par les transformateurs, les câbles, l'alimentation, l'onduleur, les unités de distribution d'énergie et analogues; système de refroidissement, l'air conditionné , système de refroidissement à eau, le ventilateur et analogues. D'autres, y compris l'éclairage, l'électricité et d'autres bureaux.
La structure du centre de données
« Le but du commutateur de conversion automatique ATS » est: quand il y a un problème dans la grille peut être converti automatiquement des groupes électrogènes diesel, afin de vous assurer que la panne de courant côté charge ne se produit pas.
« Centre UPS » a deux effets. On peut garantir la fourniture d'énergie de haute qualité à la charge informatique, d'autre part, en cas de panne d'électricité, des générateurs diesel prendra un peu de temps pour commencer, cet écart est alimenté temporairement par l'onduleur, assurez-vous que la charge ne semble pas situation panne de courant.
Structure de l'énergie du centre de données
Chaque centre de données de consommation d'énergie est très différente, ce chiffre est seulement en moyenne. Charger compte en fait pour seulement 36% de la consommation d'énergie, la transmission de puissance et de transformation d'environ 11%. L'autre moitié de l'énergie est dépensé système de refroidissement. Qui est de chauffer la charge informatique et la transmission de puissance et la conversion de la résultante refroidie, le besoin de consommer autant ou plus d'énergie pour refroidir le centre de données, afin d'assurer le bon fonctionnement.
Comment réduire la consommation d'énergie dans le FPGA charge informatique
nom chinois champ FPGA réseaux prédiffusés programmables. FPGA dans le passé un grand nombre d'applications dans l'électronique grand public, les stations de base sans fil, militaires, médicaux et d'autres applications haut de gamme, le développement rapide de grandes quantités de données, l'intelligence artificielle, et nous demandons la réponse du serveur continue d'améliorer, CPU a été prouvé moins adapté à un grand nombre d'opérations en virgule flottante, et on-chip circuit FPGA est programmable, court temps de développement, et peut être déployé de manière flexible massivement calcul parallèle peut être réalisée. Pour ces raisons, il commence à être déployé en grand nombre dans le centre des données comme un accélérateur de la CPU, les données d'assistance et de l'informatique, y compris la communication réseau et similaires à l'aide.
avantages et inconvénients FPGA
Pour CPU / puces MCU basé sur cet ensemble d'instructions pour FPGA une plus grande flexibilité, En outre, comme il est programmable, il peut être utilisé la plus simple architecture matérielle nécessaire pour implémenter des fonctions logiques, et donc plus d'énergie.
L'inconvénient est que, par rapport à la puce ASIC et spéciale, plus lente de la consommation de puissance plus élevée. l'architecture de puce ASIC, bien que l'intérieur est simple, pas la programmation de matériel, un seul conçu pour gérer un certain type de fonctionnalité, la flexibilité pire, mais une efficacité maximale sur un certain type d'exécution des tâches.
puce architecture interne FPGA est un peu plus compliqué, le matériel peut être programmé, il est possible de changer la structure logique de la puce par le langage de programmation de matériel, il est possible de fournir une certaine souplesse, il est également possible d'assurer une grande efficacité, la flexibilité et être il a fallu un compromis dans la performance.
Structure de puce FPGA
développement FPGA
Puissance numérique IC
régulation de tension dynamique
chemin critique du FPGA
Chaque application a un cheminement critique
Procédé d'application FPGA
régulation de tension dynamique sur FPGA
Notre idée est la suivante: FPGA structure sur puce est incertain, mais il peut être répété tir. Nous utilisons cette fonctionnalité, les chemins critiques à l'avance tous extraites, ces chemins critiques ont tiré séparément sur le FPGA, le retard mesuré sur le chemin critique à quel point ceux-ci, après la mesure de ces données dans la mémoire hors puce . Après le FPGA puis graver l'application, le module de commande de régulation de tension dynamique de l'utilisateur trouvera seulement les données détectées de la température actuelle et la fréquence la plus basse de la tension d'alimentation, et en fonction de cette alimentation en tension pour alimenter le FPGA.
amélioration des flux après
Voir l'interprétation de diagramme complet de la lecture vidéo.
dispositif expérimental
Les résultats expérimentaux
Lei Feng réseau pour fournir des détails spécifiques de la procédure expérimentale et de regarder AI Mu leçon de l'École recommandée: régulation de tension dynamique du FPGA (DVS) - parler de centre de données économes en énergie dans le FPGA.
Micro-canal numéro public: « AI Yanxishe » programme à long terme pour fournir des vidéos en direct gratuitement, s'il vous plaît faites attention!
Lei Feng réseau
