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Power Analysis and Power Modeling of Directly-Connected FPGA Clusters Análise de potência e modelagem de potência de clusters FPGA conectados diretamente

Kensuke IIZUKA, Haruna TAKAGI, Aika KAMEI, Kazuei HIRONAKA, Hideharu AMANO

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Resumo:

O cluster FPGA é uma plataforma promissora para a computação futura, não apenas na nuvem, mas também nas estações base sem fio 5G com fornecimento de energia limitado, aproveitando significativamente a eficiência energética. No entanto, quase nenhuma análise de potência com sistemas reais foi relatada. Este trabalho relata as análises detalhadas do consumo de energia de dois clusters FPGA, nomeadamente clusters FiC e M-KUBOS, com a introdução de ferramentas de medição de energia e execução de aplicações reais. A partir das análises detalhadas, constatamos que o número de links ativados determina principalmente o consumo total de energia dos sistemas, independentemente de serem utilizados ou não. Para melhorar o desempenho das aplicações e ao mesmo tempo reduzir o consumo de energia, devemos aumentar a frequência do clock das aplicações, usar o número mínimo de links e aplicar agregação de links. Também propomos o modelo de potência para ambos os clusters a partir dos resultados das análises e este modelo pode estimar o consumo total de energia de ambos os clusters FPGA na etapa de projeto com erros de 15% no máximo.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E106-D No.12 pp.1997-2005
Data de publicação
2023/12/01
Publicitada
2023/07/20
ISSN online
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2023PAP0009
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Special Section on Forefront Computing)
Categoria

autores

Kensuke IIZUKA
  Keio University
Haruna TAKAGI
  Keio University
Aika KAMEI
  Keio University
Kazuei HIRONAKA
  Keio University
Hideharu AMANO
  Keio University

Palavra-chave