计算机科学 > 硬件架构
[提交于 2025年7月7日
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标题: 杰克单元:一种支持多种数据格式的面积和能量高效的乘加(MAC)单元
标题: Jack Unit: An Area- and Energy-Efficient Multiply-Accumulate (MAC) Unit Supporting Diverse Data Formats
摘要: 在本工作中,我们引入了一个面积和能量高效的乘加(MAC)单元,称为Jack单元,它是一个多用途单元,支持多种数据格式,如整数(INT)、浮点数(FP)和微缩放数据格式(MX)。它通过i)用可精度扩展的进位保存乘法器(CSM)替换FP乘法器中的进位保存乘法器(CSM),ii)在CSM内根据指数差异对尾数进行调整,以及iii)利用二维子字并行性,提供位级灵活性并提高硬件效率。为了评估有效性,我们实现了Jack单元和三个基线MAC单元的版图。此外,我们设计了一个配备我们Jack单元的AI加速器,以与一个支持多种数据格式的最先进AI加速器进行比较。与基线MAC单元相比,所提出的MAC单元占用面积小1.17~2.01倍,功耗低1.05~1.84倍。在五个AI基准测试中,使用我们Jack单元设计的加速器在各种数据格式下比基线的能效提高了1.32~5.41倍。
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