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Enable Lightweight and Precision-Scalable Posit/IEEE-754 Arithmetic in RISC-V Cores for Transprecision Computing

Created by
  • Haebom

저자

Qiong Li, Chao Fang, Longwei Huang, Jun Lin, Zhongfeng Wang

개요

본 논문은 경량화, 정밀도 확장성, IEEE-754 호환 하드웨어 구현을 위한 통합 솔루션 부재로 인해 RISC-V 프로세서에서 posit 형식의 채택이 어려운 문제를 해결하기 위한 연구이다. 기존 FPU에 전용 posit 코덱을 통합하고, 동적 지수 크기를 사용한 다중/혼합 정밀도 지원을 구현하며, IEEE-754 호환 posit 연산을 위해 ISA 확장을 재사용 및 사용자 정의함으로써 RISC-V 프로세서를 향상시켰다. 수정된 FPU, RISC-V 코어 및 SoC 수준에서 포괄적인 평가를 수행하여 기존 최첨단 posit 지원 RISC-V 프로세서에 비해 LUT는 47.9%, FF는 57.4% 감소시키면서 다양한 GEMM 커널에서 최대 2.54배의 처리량 향상을 달성함을 보여주었다.

시사점, 한계점

•
시사점:
◦
경량화된 posit 연산을 위한 효율적인 하드웨어 구현 방식 제시
◦
정밀도 확장성을 지원하는 다중/혼합 정밀도 연산 지원
◦
IEEE-754 표준과의 호환성 확보
◦
기존 posit 구현 대비 성능 및 자원 효율 향상 (LUT 47.9%, FF 57.4% 감소, 처리량 최대 2.54배 향상)
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한계점:
◦
본 논문에서 제시된 구현의 에너지 효율에 대한 분석이 부족함.
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다양한 애플리케이션에 대한 성능 평가가 추가적으로 필요함.
◦
특정 GEMM 커널에 대한 성능 개선 결과를 일반적인 경우로 확장하는 데 대한 추가 연구가 필요함.
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