الگوریتم سه بعدی CPU – FPGA ترکیبی برای محاسبه توان پایین

انتظار می‌رود که بودجه توان بخشی از تراشه¬هایی را که ما می‌توانیم در گره‌های آتی فناوری توان به دست آوریم را محدود کند. این مشکل، که به عنوان بخش بهره‌برداری یا سیلیکون تیره شناخته می‌شود، به طور فزاینده‌ای جدی می‌شود. با معرفی مدارات مجتمع سه‌بعدی (IC)، ممکن است جدی‌تر شود.
بنابراین، چگونگی استفاده از ترانزیستورهای اضافی که توسط قانون مور در دسترس قرار گرفته و شروع ICهای سه بعدی می¬باشد، در محدوده برقتوان چالشی قابل‌توجه برای طراحان سیستم قرار می‌دهد.
برای پرداختن به این چالش، ما یک معماری ترکیبی سه‌بعدی متشکل از یک لایه CPU دارای هسته‌های چندگانه، یک آرایه گیت قابل برنامه ریزی (FPGA) و یک لایه DRAM را پیشنهاد می‌کنیم.
معماری برای توان پایین طراحی شده‌است. لایه FPGA قادر به پشتیبانی از تعداد زیادی شتابدهنده می‌باشد. این مکان در مجاورت لایه CPU قرار دارد ، با یک مکانیزم ارتباطی که به آن اجازه می دهد مستقیماً به حافظه داده های CPU دسترسی پیدا کند. این کار، سوییچ‌های سریع بین این دو لایه را فراهم می‌کند.
این معماری توان و انرژی را به طور قابل‌توجهی، در عملکرد بهتر و یا مشابه کاهش می

The power budget is expected to limit the portion of the chip that we can power ON at the upcoming technology nodes. This problem, known as the utilization wall or dark silicon, is becoming increasingly serious. With the introduction of 3-D integrated circuits (ICs), it is likely to become more severe. Thus, how to take advantage of the extra transistors, made available by Moore’s law and the onset of 3-D ICs, within the power budget poses a significant challenge to system designers. To address this challenge, we propose a 3-D hybrid architecture consisting of a CPU layer with multiple cores, a field-programmable gate array (FPGA) layer, and a DRAM layer. The architecture is designed for low power without sacrificing performance. The FPGA layer is capable of supporting a large number of accelerators. It is placed adjacent to the CPU layer, with a communication mechanism that allows it to access CPU data caches directly. This enables fast switches between these two layers. This architec