Gaan graphics minder stroom gebruiken?

Manycore systemen zijn systemen die bestaan uit meerdere processoren. Elke processor heeft zijn eigen taak. Waar een enkele processor een enkele datalijn tegelijk kan verwerken, kan een manycore systeem meerdere datalijnen tegelijk verwerken. Tegenwoordig worden manycore systemen veel gebruikt. Zo verwerken ze bijvoorbeeld het beeld van je telefoon, je laptop en je spelcomputer. Hoe meer processoren in een manycore systeem aanwezig zijn, des te hoger de prestatie van het systeem. Er is echter een groot probleem: de communicatie tussen alle processoren verhindert de verbetering van de prestatie.

Een veelbelovende oplossing voor dit probleem is een Network-on-Chip (NoC), een stuk hardware dat communicatie tussen de verschillende processoren van een manycore systeem organiseert. Deze NoCs worden echter niet veel gebruikt in manycore systemen, omdat ze te veel stroom verbruiken. PhD-student Peng Wang keek in zijn promotieonderzoek naar twee mogelijke aanpakken om het stroomverbruik van NoCs te verminderen.

Omgaan met hoog stroomverbruik

"Om het stroomverbruik te verminderen, kunnen we gebruik maken van stroomregulatie of van een eenvoudiger hardware ontwerp", zegt Wang. "Network-on-Chips hebben een gedistribueerde structuur, met veel verschillende componenten. Niet alle componenten zijn nodig voor elke toepassing van de NoCs. De eerste aanpak is daarom stroomregulatie. Dit houdt in dat ongebruikte componenten van de NoC uitgezet worden om het stroomgebruik te verminderen."

De huidige aanpak voor stroomregulatie is inefficiënt en kan de wachttijd verhogen. Wang bedacht drie nieuwe manieren van stroomregulatie die het stroomverbruik verminderen, zonder de wachttijd te verhogen.

Zijn tweede oplossing is het gebruiken van een eenvoudiger hardware ontwerp. Eenvoudige NoCs gebruiken heel weinig stroom, maar geven geen voorrang aan bepaalde datalijnen of waarborgen niet het vereiste prestatieniveau. Dit zijn echter voorwaarden om NoCs in manycore systemen te kunnen gebruiken. Wang heeft geprobeerd om eenvoudige NoCs te gebruiken en ze zo aan te passen dat ze wel aan deze voorwaarden voldoen. De oplossing was een bufferloze NoC: een NoC die niet tijdelijk data kan opslaan. Dit zorgt dat de NoC een stuk minder stroom verbruikt, maar wel aan alle voorwaarden voldoet om in een manycore systeem te werken.