差異處

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--- group:aionchip [2020/06/03 05:26]
admin 建立
+++ group:aionchip [2020/06/03 05:53]
admin [AI晶片設計]
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 ====== AI晶片設計======
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+====== CASLab GPU: An Edge AI GPU Processor Supporting OpenCL and TensorFlow CNN ======
+近年來人工智慧、機器學習領域快速發展,資料處理量大幅提升,通用型繪圖處理
+器(GPGPU)開始被廣泛運用於需要計算大量資料且可高度平行化處理的應用上。談到
+GPU 大家總會想到 NVIDIA、AMD、ARM 等大型國外公司,鮮少聽到有國內廠商自行
+開發的 GPU , 而 CASLab GPU 則是由國立成功大學電機工程系 Computer
+Architecture and System Laboratory 的師生自 2013 年起規畫研製,從軟體端到硬體
+端完整的系統開發,目標在打造出國內自己的第一顆 SIMT 運算型 GPU。本文介紹
+CASLab GPU 軟硬體設計的相關議題。
+CASLab GPU 是以 Edge Computing 為目標,並符合 OpenCL/TensorFlow API
+規範,建構包含軟體及硬體的整體系統。這包括根據 OpenCL 規範設計 CASLab GPU
+的 Runtime,更自行開發了 CASLab GPU 的 OpenCL LLVM Compiler。透過優化的
+編譯流程,使軟體堆疊更能配合硬體的運作,獲得大幅整體效能之提升,提供開發人
+員便利的開源執行環境。軟體層無論是 OpenCL Runtime、Compiler 都是由C程式
+開發,CASLab GPU 無論是搭配 ARM、RISC-V CPU 都能夠在其上運作與進行開
+發。
+CASLab GPU 透過電子系統層級 (Electronic System-Level, ESL)的 Full System
+設計方案,軟體與硬體開發能在早期開發即進行系統驗證。利用 C 與 C++所實作的指
+令級模擬器(Instruction Set Simulator, ISS)可驗證指令集的功能正確性並提供時間
+模型(Timing Model)來做效能上的初步評估。而 SystemC 等高階硬體描述語言則提
+供彈性的硬體設計方法,因為是 Cycle-Accurate 行為,開發者在早期階段就能夠更準
+確的達到效能分析,也能作為後續如 Verilog 等暫存器傳遞語言(Register-transfer
+Language)的實作範本。目前 CASLab GPU 已在 FPGA 層級完成功能性的驗證,接下
+來會繼續優化與考慮實際硬體的成本,讓 CASLab GPU 能夠成為一顆高效能的 Edge
+Computing IP。
+\\
+===== CASLab GPU 軟體開發 =====
+在設計開發上,CASLab GPU 軟體堆疊情形如 Fig. 1。最上層實作 TensorFlow
+Runtime 讓使用者在平台上面能使用 TensorFlow API 以支援機器學習、深度學習模
+型開發,並透過 OpenCL Runtime 支援 GPU 來達到大量平行運算效能提升,無論是
+TensorFlow CNN Application 或是 OpenCL 應用程式都能在 CASLab GPU 上達到加
+速效果。GPU 的軟體層級如果沒有編譯器支援的話,是無法完整將整個 GPU 系統平
+台建立起來的,因此編譯器在整個軟硬體系統上佔有非常重要的地位。CASLab GPU
+開發了自己的 OpenCL LLVM Compiler 以支援 CASLab GPU 硬體。因為是自行開
+發,編譯器能夠設計出適合我們 GPU 硬體的執行程式,使硬體與軟體間達到良好的配
+合,提升執行效率。最後透過 HSA runtime 提供一共同硬體介面,在軟硬體間搭載一
+個橋樑與 Device Driver 做溝通,降低 OpenCL Runtime 的設計複雜度,GPU 收到軟
+體端的資訊後便開始運作,最後在將結果傳回 CPU 端的記憶體中,達到程式加速的效
+果。
+\\
+===== 團隊成員 =====
+==== 現任成員 ====
+==== 畢業校友 ====
+\\
+===== 研究計畫 =====
+==== 執行中的計畫 ====
+==== 已結案的計畫 ====
+<imgcaption image1|績優計畫獎>{{ :research:nsoc_prize_1.jpg?200|}}</imgcaption>
+  * 晶片系統測試平台之設計與自動化 ─ \\ 子計畫(一)：適用於SoC測試平台之內嵌式微處理器之設計與測試 \\ Aug. 01, 2004 ~ Jul. 31, 2007 ( 3 years )
+    * <wrap tip> **此計畫榮獲國科會整合型計畫『績優計畫獎』** </wrap>
+\\
+===== 研究成果 =====
+{{tabinclude>tab:research|研究成果, *tab:group|研究群組, tab:member|實驗室成員 ,tab:course|課程}}

計算機架構與系統實驗室

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