Sistema de multiplicación de matrices basado en matrices de array sistólica altamente tolerante a fallos
Autores: Lu, Hsin-Chen; Su, Liang-Ying; Huang, Shih-Hsu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sistema de multiplicación de matrices basado en matrices de array sistólica altamente tolerante a fallos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Multiplicación de matrices
Algoritmo de Cannon
Arreglos sistólicos
Mecanismo tolerante a fallas
Eficiencia computacional
Procesamiento en paralelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
La multiplicación de matrices juega un papel crucial en varias aplicaciones de ingeniería y científicas. El algoritmo de Cannon, ejecutado dentro de matrices sistólicas bidimensionales, mejora significativamente la eficiencia computacional a través del procesamiento paralelo. Sin embargo, a medida que el tamaño de la matriz aumenta, los problemas de fiabilidad se vuelven más prominentes. Aunque trabajos anteriores han propuesto un mecanismo tolerante a fallos, solo es adecuado para escenarios con un número limitado de elementos de procesamiento defectuosos (PEs). Este documento introduce un mecanismo de emparejamiento de pares, asignando un PE sin fallos como proxy para cada PE defectuoso para ejecutar sus tareas. Nuestro mecanismo tolerante a fallos consta de dos etapas: en la primera etapa, cada PE sin fallos completa sus cálculos designados; en la segunda etapa, los cálculos destinados a cada PE defectuoso son ejecutados por su PE proxy asignado sin fallos. Los resultados experimentales demuestran que en comparación con el trabajo anterior, nuestro enfoque no solo mejora significativamente la tolerancia a fallos de las matrices sistólicas (aplicable a escenarios con un mayor número de PEs defectuosos) sino que también reduce las áreas de circuito. Por lo tanto, el enfoque propuesto demuestra ser efectivo en aplicaciones prácticas.
Descripción
La multiplicación de matrices juega un papel crucial en varias aplicaciones de ingeniería y científicas. El algoritmo de Cannon, ejecutado dentro de matrices sistólicas bidimensionales, mejora significativamente la eficiencia computacional a través del procesamiento paralelo. Sin embargo, a medida que el tamaño de la matriz aumenta, los problemas de fiabilidad se vuelven más prominentes. Aunque trabajos anteriores han propuesto un mecanismo tolerante a fallos, solo es adecuado para escenarios con un número limitado de elementos de procesamiento defectuosos (PEs). Este documento introduce un mecanismo de emparejamiento de pares, asignando un PE sin fallos como proxy para cada PE defectuoso para ejecutar sus tareas. Nuestro mecanismo tolerante a fallos consta de dos etapas: en la primera etapa, cada PE sin fallos completa sus cálculos designados; en la segunda etapa, los cálculos destinados a cada PE defectuoso son ejecutados por su PE proxy asignado sin fallos. Los resultados experimentales demuestran que en comparación con el trabajo anterior, nuestro enfoque no solo mejora significativamente la tolerancia a fallos de las matrices sistólicas (aplicable a escenarios con un mayor número de PEs defectuosos) sino que también reduce las áreas de circuito. Por lo tanto, el enfoque propuesto demuestra ser efectivo en aplicaciones prácticas.