Kontentke ótiw

Shama menen esaplaw

Wikipedia — erkin enciklopediya

Shama menen esaplaw — energiyanı únemleytuǵın hám/yamasa joqarı ónimli dizayn ushın payda bolǵan paradigma. Ol kepillikli anıq nátiyje emes, múmkin bolǵan anıq emes nátiyjeni qaytaratuǵın kóplegen esaplaw usılların óz ishine aladı hám shama menen alınǵan nátiyje maqsetke jetkilikli bolǵan qosımshalar ushın qollanılıwı múmkin. Bunday jaǵdaydıń bir mısalı – bul izlew sisteması, onda belgili bir izlew sorawına anıq juwap bolmawı múmkin, sonlıqtan kóp juwaplar qabıl etiliwi múmkin. Tap sonday, video qosımshasında geyde ayırım kadrlardıń túsip qalıwı adamlardıń sezim sheklewleri sebepli sezilmey qalıwı múmkin. Shama menen esaplaw kóp jaǵdaylarda anıq esaplawdı orınlaw úlken resurslardı talap etse de, sheklengen shama menen esaplawǵa ruqsat beriw ónimlilik hám energiyanı únemlewde úlken payda keltire aladı, sonıń menen birge ele de maqul keletuǵın nátiyje anıqlıǵına erisedi degen baqlawǵa tiykarlanǵan. Mısalı, k-ortasha mánislerdi klasterlew algoritminde klassifikaciya anıqlıǵında tek 5% joǵaltıwǵa ruqsat beriw, tolıq anıq klassifikaciyaǵa salıstırǵanda 50 ese energiya únemlewin támiyinley aladı.

Shama menen esaplawdaǵı tiykarǵı talap – bul juwıqlaw tek kritikalıq emes maǵlıwmatlarǵa ǵana qollanılıwı múmkin, sebebi kritikalıq maǵlıwmatlardı (mısalı, basqarıw operaciyaların) shama menen esaplaw programma buzılıwı yamasa qáte shıǵıw sıyaqlı apatlı aqıbetlerge alıp keliwi múmkin.

Strategiyalar

Shama menen esaplawdı orınlaw ushın bir neshe strategiyalardı qollanıwǵa boladı.

Shama menen alınǵan sxemalar
Shama menen alınǵan arifmetikalıq sxemalar: qosqıshlar, kóbeytkishler[1] hám basqa logikalıq sxemalar apparatlıq támiynat qárejetlerin kemeytiwi múmkin. Mısalı, shama menen alınǵan kóp razryadlı qosqısh ótkiziw dizbegin esapqa almay, usılayınsha barlıq ishki qosqıshlarına parallel túrde qosıw operaciyasın orınlawǵa múmkinshilik bere aladı[2][3].
Shama menen saqlaw hám yad
Maǵlıwmat mánislerin anıq saqlaw ornına, olardı shama menen saqlawǵa boladı, mısalı, ózgermeli noqatlı maǵlıwmatlarda tómen bitlerdi qısqartıw arqalı. Jáne bir usıl – bul isenimliligi tómenirek yaddı qabıllaw. Bul ushın DRAM[4] hám eDRAM-da jańalanıw tezligi tapsırmaların tómenletiwge yamasa basqarıwǵa boladı[5]. SRAM-da quwat kernewin tómenletiwge[6] yamasa basqarıwǵa boladı[7]. Shama menen saqlaw MRAM-nıń joqarı jazıw energiya tutınıwın kemeytiw ushın qollanıwǵa boladı[8]. Ulıwma alǵanda, hár qanday qátelerdi anıqlaw hám dúzetiw mexanizmleri óshiriliwi kerek.
Programmalıq támiynat dárejesindegi shama menen esaplaw
Programmalıq támiynat dárejesinde shama menen esaplawdıń bir neshe usılları bar. Este saqlaw yamasa anıq emes este saqlaw (keshten shama menen alıw ushın vektorlıq maǵlıwmatlar bazasın paydalanıw, yaǵnıy anıq emes keshlew) qollanılıwı múmkin. Nátiyjeni tezirek alıw ushın cikllerdiń ayırım iteraciyaların ótkizip jiberiwge boladı (bul cikl perforaciyası dep ataladı). Ayırım wazıypalar da ótkizip jiberiliwi múmkin, mısalı, orınlaw waqtındaǵı sharayat sol wazıypalardıń paydalı bolmaytuǵının kórsetse (wazıypanı ótkizip jiberiw). Monte-Karlo algoritmleri hám tosınnan algoritmler durıslıqtı orınlaw waqtı kepillikleri ushın almasadı. Esaplaw, qánigelestirilgen apparatlıq támiynatta, mısalı neyron qayta islew blogında, tezlestiriwge ańsat múmkinshilik beretuǵın paradigmalarǵa sáykes qayta dúziliwi múmkin.
Shama menen alınǵan sistema
Shama menen alınǵan sistemada,[9][10] sistemanıń processor, yad, sensor hám baylanıs modulleri sıyaqlı hár túrli ishki sistemaları, ishki sistemalardıń hár birine jeke shama menen esaplawǵa salıstırǵanda, álleqayda jaqsı sistema dárejesindegi sapa-energiya almasıw iyin sızıǵın alıw ushın sinergiyalı túrde shama menen esaplanadı.

Qollanıw tarawları

Shama menen esaplaw qátelerge shıdamlı bolǵan hár túrli tarawlarda, mısalı, multimedia qayta islew, mashinalıq oqıtıw, signal qayta islew, ilimiy esaplawlarda qollanılǵan. Sol sebepli, shama menen esaplaw tiykarınan adamnıń sezimi/túsinigi menen baylanıslı hám ózinde qátege shıdamlılıqqa iye bolǵan qosımshalar menen háreketke keltiriledi. Bul qosımshalardıń kópshiligi statistikalıq yamasa itimallıq esaplawǵa tiykarlanǵan, mısalı, qálegen maqsetlerge jaqsıraq sáykes keliw ushın hár túrli shama menen esaplawlar isleniwi múmkin[11]. Mashinalıq oqıtıwdaǵı bir belgili qollanıw – bul Googledıń bul usıldı ózleriniń Tensor qayta islew bloklarında (TPU, arnawlı ASIC) paydalanıwı[11].

Tuwındı paradigmalar

Shama menen esaplawdaǵı tiykarǵı másele – bul shama menen esaplanıwı múmkin bolǵan qosımsha bólimin anıqlaw. Úlken kólemli qosımshalar jaǵdayında, shama menen esaplaw usılları boyınsha qánigelikke iye adamlardıń qosımsha tarawında jetkilikli qánigelikke iye bolmawı (hám kerisinshe) júdá keń tarqalǵan. Usı máseleni sheshiw ushın, programmalastırıw paradigmaları[12] usınılǵan. Olardıń hámmesinde qosımsha baǵdarlamashısı hám qosımsha tarawı qánigesi arasında anıq rol bólistiriw ulıwma bolıp tabıladı. Bul usıllar eń keń tarqalǵan optimallastırıwlar hám shama menen esaplaw usıllarınıń tarqalıwına múmkinshilik beredi.

Derekler

  1. ↑ Rehman, Semeen; El-Harouni, Walaa; Shafique, Muhammad; Kumar, Akash. Architectural-space exploration of approximate multipliers, 2016-11-07 — 80 bet. DOI:10.1145/2966986.2967005. 
  2. ↑ Camus, Vincent; Mei, Linyan; Enz, Christian; Verhelst, Marian (December 2019). "Review and Benchmarking of Precision-Scalable Multiply-Accumulate Unit Architectures for Embedded Neural-Network Processing". IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems 9 (4): 697–711. doi:10.1109/JETCAS.2019.2950386. ISSN 2156-3357. ""The implementation chosen in this study assumes a rightshifting sequential multiplier as it requires a smaller firststage adder than a left-shifting design, preventing long carry propagation and sign-bit extension."".
  3. ↑ Nagornov, Nikolay N.; Lyakhov, Pavel A.; Bergerman, Maxim V.; Kalita, Diana I. (2024). "Modern Trends in Improving the Technical Characteristics of Devices and Systems for Digital Image Processing". IEEE Access 12: 44659–44681. doi:10.1109/ACCESS.2024.3381493. ISSN 2169-3536. ""Addition and accumulation of high order bits are not performed until the partial product reduction for the next multiplication in the proposed architecture."".
  4. ↑ Raha, A.; Sutar, S.; Jayakumar, H.; Raghunathan, V. (July 2017). "Quality Configurable Approximate DRAM". IEEE Transactions on Computers 66 (7): 1172–1187. doi:10.1109/TC.2016.2640296. ISSN 0018-9340.
  5. ↑ Kim, Yongjune; Choi, Won Ho; Guyot, Cyril; Cassuto, Yuval. 2019 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), December 2019 — 1–6 bet. DOI:10.1109/GLOBECOM38437.2019.9013465. 
  6. ↑ Frustaci, Fabio; Blaauw, David; Sylvester, Dennis; Alioto, Massimo (June 2016). "Approximate SRAMs With Dynamic Energy-Quality Management". IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems 24 (6): 2128–2141. doi:10.1109/TVLSI.2015.2503733. ISSN 1063-8210.
  7. ↑ Kim, Yongjune; Kang, Mingu; Varshney, Lav R.; Shanbhag, Naresh R. (2018). "Generalized Water-filling for Source-aware Energy-efficient SRAMs". IEEE Transactions on Communications 66 (10): 4826–4841. doi:10.1109/TCOMM.2018.2841406. ISSN 0090-6778.
  8. ↑ Kim, Yongjune; Jeon, Yoocharn; Choi, Hyeokjin; Guyot, Cyril (2022). "Optimizing Write Fidelity of MRAMs by Alternating Water-filling Algorithm". IEEE Transactions on Communications 70 (9): 5825–5836. doi:10.1109/TCOMM.2022.3190868. ISSN 0090-6778.
  9. ↑ Raha, Arnab; Raghunathan, Vijay. Proceedings of the 54th Annual Design Automation Conference 2017, 2017 — 74:1–74:6 bet. DOI:10.1145/3061639.3062333. 
  10. ↑ Ghosh, Soumendu Kumar; Raha, Arnab; Raghunathan, Vijay (2023-07-24). "Energy-Efficient Approximate Edge Inference Systems". ACM Transactions on Embedded Computing Systems 22 (4): 77:1–77:50. doi:10.1145/3589766. ISSN 1539-9087.
  11. 1 2 Liu, Weiqiang; Lombardi, Fabrizio; Schulte, Michael (Dec 2020). "Approximate Computing: From Circuits to Applications". Proceedings of the IEEE 108 (12). doi:10.1109/JPROC.2020.3033361.
  12. ↑ Nguyen, Donald; Lenharth, Andrew; Pingali, Keshav „A lightweight infrastructure for graph analytics“,. Proceedings of the Twenty-Fourth ACM Symposium on Operating Systems Principles (en). ACM, 2013 — 456–471 bet. DOI:10.1145/2517349.2522739. ISBN 9781450323888. 
«https://kaa.wikipedia.org/w/index.php?title=Shama_menen_esaplaw&oldid=159484» saytınan alınǵan