第3部分:我如何探索多个设计选择快?
在本系列的第一部分,我们讨论了需要执行的力量优化和探索在更高的抽象级别,降低能耗最高的潜力。我们需要做粗的改变在更高层次的抽象,利用完整的节能潜力。在第二部分,我们讨论了一些非常强大的micro-architectural技术拯救力量:移位寄存器环形缓冲区转换、银行失败克隆和记忆。我们得出的结论与第二部分的问题:为什么不是每个设计师部署这样micro-architectural技术来节省电力?
简单的答案是,当涉及到电力勘探,设计师大多盲目。没有简单的方法知道甚至有储蓄力量对于一个给定的设计的范围。盲目地运用每一个可用的技术,希望这种力量会最终得救了,可能最终伤害的力量。设计师需要精确的信息可用的技术将为他们提供多少节能设计。
传统上,设计已经广泛使用的力量估计找到热点。这些热点,希望找到一个位,可以通过设计更改来解决。最精确的估计只能布线后的力量,但这是一个非常耗时的过程,设计师往往更依赖RTL权力分析得到的早期评估权力饥饿地区的设计。虽然力量分析是一个重要的步骤在探索力量,这本身是不够的,因为:
1。它提供了一个数字,它不确定耗散功率。
2。它可能需要几个团队成员创造一个可行的计划来解决浪费力量。
3所示。它需要多次迭代来比较设计更改。
只是设计是消费高功率的事实并不意味着权力能得救。权力只能保存如果被浪费(有多余的活动不会导致任何有意义的输出)。下图给出了一个例子,浪费活动:
寄存器的输出输入“op_a”三种不同的计算。然而,只使用一个计算的值取决于注册“instr”。如果“instr”的价值是“10”,加法和乘法操作浪费。这是浪费力量。简单的权力分析的设计不会显示,有浪费的活动发生在设计。设计师的问题是有太多的选择,但探索的时间太少。
让我们看看是什么在当前电力勘探流,使设计师很难探索多个设计选择。下面的图显示了一个相当常用的节电技巧(块级别clock-gating)被评估为其节能潜力。
首先,设计师实现了RTL的变化。然后设计更改需要验证正确性和设计re-simulated产生新向量。可能还需要多个迭代优化的设计变化。那么你可以通过合成(更精确的估计)和功率估计。往往,团队做RTL设计不同于团队做验证进而不同于团队做实现和功率测量。评价一个设计变化,多种工具,许可证和团队必须参与。整个过程很容易遇到几天或几周。想象重复了成百上千的设计更改。这个漫长的周期,实现最大功率电力勘探是最大的威慑储蓄的设计。
所以设计师需要帮助在两个方面:1)精确知识的节能技术将为他的设计工作,和2)一个非常快速的方法评估节能设计更改。如果这两个都是可用的,这将大大提高电力勘探的周转时间。
时钟、记忆和逻辑的主导消费者的设计力量。设计师将会从中受益的知识浪费发生在任何组件的力量和技术将提供储蓄多少。例如,如果有冗余切换时钟,那么哪种类型的clock-gating(细粒度,粗粒度或块级别)将提供最好的储蓄?仪表板视图的节电潜力将是理想的地方一个设计师开始探索的力量。
除了一个工具可以自动发现电力储蓄,一个设计师可能想尝试自己的知识设计探索的力量改变的影响。当前估计流(前面所讨论的),需要重新运行的变化设计,因此带来的点球全功率估计运行在整个设计除了重新运行整个设计的仿真和合成。在现实中,大部分的设计变化将影响一小部分的设计。为了评估变化的影响,重新完整的设计的力量估计是一个过度。因为这个过程目前需要参与的模拟工具,合成和功率估计,到目前为止没有多少余地增量评价权力的影响。的理想探索流将提供:
•让设计师设计增量变化。
•找出哪些部分的设计是影响这种变化。
•Re-simulate只影响部分。
•不过只影响部分。
•估计只有受影响的部分。
这需要同化的几种不同的技术(模拟、合成、估计)在一个单一的工具。技术提供了巨大的运行效益的评估只改变部分的设计和可以提供非常快的结果和RTL设计师进行实践。
我们将结束这个系列的注意,传统方法做电力勘探已不再足以最大化节省设计的力量。他们阻止设计师尝试多个节能的选择。需要做电力勘探的新方法,不仅显示了权力是被浪费的设计,但也提供了一个快速的方法评估力量影响的任何设计改变(而不需要涉及多个工具或团队)。
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