SPIRAL Uma nova ferramenta para aumentar o desempenho de computação de alta velocidade

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SPIRAL: Uma nova ferramenta para aumentar o desempenho
de computação de alta velocidade
Crédito da imagem: Unsplash+.
Conforme a tecnologia evolui, a demanda por computação mais rápida e eficiente cresce, especialmente
com o aumento do aprendizado de máquina e das redes 5G.
Para atender a essas necessidades, surgiu o conceito de “chiplets”. As la Chiplets são chips pequenos e
individuais que podem ser combinados para executar tarefas complexas de forma mais eficiente do que um
único chip grande.
No entanto, ligar esses chipslets em um sistema apresenta novos desafios, particularmente na manutenção
da qualidade dos dados e dos sinais de energia.
Jingtong Hu, professor associado de engenharia elétrica e de computação da Universidade de Pittsburgh, e
sua equipe estão enfrentando esses desafios de frente.
Eles desenvolveram uma nova estrutura chamada SPIRAL, que significa Signal-Power Integrity Co-analysis
of High-speed Interchiplet Serial Links.
Esta ferramenta inovadora foi apresentada na Conferência de Automação de Design da Ásia e do Pacífico
Sul (ASP-DAC) de 2024.
https://ieeexplore.ieee.org/document/10473908/
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O SPIRAL foi projetado para melhorar a forma como os chips se comunicam dentro de um chip.
As ferramentas tradicionais, como o amplamente utilizado software SPICE, lutam com as novas
complexidades introduzidas pelos chips. O SPICE é ótimo para analisar circuitos mais simples, mas fica
aquém ao lidar com as interconexões complexas entre vários chiplets.
As lacas são essencialmente uma coleção de matrizes menores e não embaladas que cada uma executa
funções específicas.
Eles são selecionados a partir de uma biblioteca de chiplets disponíveis e montados em um único pacote.
Esses chipslets são então interconectados usando um método conhecido como interconexões die-to-die.
Como o número de conexões dentro de um pacote aumenta, o mesmo acontece com a dificuldade em
manter forte sinal e integridade de energia.
A má integridade pode levar à corrupção de dados e ao desempenho reduzido do sistema.
Para resolver isso, a SPIRAL usa técnicas avançadas de modelagem, incluindo um modelo baseado em
aprendizado de máquina para o transmissor e um modelo baseado em resposta a impulsos para o canal e o
receptor.
Isso permite que o SPIRAL analise o sinal e a integridade de energia simultaneamente, usando um método
baseado em respostas de pulso. Esta análise dupla é crucial para garantir que os chipslets se comuniquem
efetivamente sem interferência, o que é vital para o desempenho de tarefas de computação de alta
velocidade.
A introdução da SPIRAL marca um avanço significativo no projeto e análise de sistemas complexos de
chips.
Ao fornecer uma maneira mais precisa e eficiente de avaliar a integridade dos sistemas baseados em
chiplets, a SPIRAL ajuda os engenheiros a projetar dispositivos de computação mais confiáveis e
poderosos. Isso é especialmente importante, pois dependemos mais de tecnologias sofisticadas que exigem
alto desempenho computacional.
O trabalho da Hu está abrindo caminho para desenvolvimentos futuros em tecnologia de computação,
garantindo que, à medida que nossos dispositivos se tornam mais complexos, seu desempenho permaneça
robusto e confiável.
Essa inovação não apenas aprimora a funcionalidade de dispositivos individuais, mas também contribui para
o campo mais amplo da engenharia elétrica e da computação, melhorando as tecnologias fundamentais que
alimentam nosso mundo digital.