计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(1) :17-29.DOI:10.7544/issn1000-1239.202111032

类脑处理器异步片上网络架构

Asynchronous Network-on-Chip Architecture for Neuromorphic Processor

杨智杰 王蕾 石伟 彭凌辉 王耀 徐炜遐
计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(1) :17-29.DOI:10.7544/issn1000-1239.202111032

类脑处理器异步片上网络架构

Asynchronous Network-on-Chip Architecture for Neuromorphic Processor

杨智杰 1王蕾 1石伟 1彭凌辉 1王耀 1徐炜遐1
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作者信息

  • 1. 国防科技大学计算机学院 长沙 410073
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摘要

类脑处理器较深度学习处理器具有能效优势.类脑处理器的片上互连一般采用具有可扩展性高、吞吐量高和通用性高等特点的片上网络.为了解决采用同步片上网络面临的全局时钟树时序难以收敛的问题以及采用异步片上网络面临的链路延迟匹配、缺乏电子设计自动化工具实现和验证的问题,提出了一种异步片上网络架构——NosralC,用于构建全局异步局部同步(global asynchronous local synchronous,GALS)的多核类脑处理器.NosralC采用异步链路和同步路由器实现.实验表明,NosralC较同步基线,在4个类脑应用数据集下展现出37.5%~38.9%的功耗降低、5.5%~8.0%的平均延迟降低和36.7%~47.6%的能效提升,同时增加不多于6%的额外资源以及带来较小的性能开销(吞吐量降低0.8%~2.4%).NosralC在现场可编程门阵列(FPGA)上得到了验证,证明了该架构的可实现性.

关键词

类脑处理器/片上网络/异步电路/全局异步局部同步/脉冲神经网络

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基金项目

国家重点研发计划(2018YFB2202603)

国家重点研发计划(2020AAA0104602)

出版年

2023
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
参考文献量3
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