Spéculation temporelle pour accélérateurs matériels

Cette thèse porte sur l'utilisation de la spéculation temporelle pour améliorer les performances (calculs par seconde) et l'efficacité énergétique (calculs par joule) de circuits électroniques. Pour garantir le fonctionnement du circuit, un mécanisme de détection d'erreur avec un coût en ressources, en énergie et un impact sur les performances les plus faibles possibles doit être utilisé. Nous présentons donc un nouveau mécanisme de détection d'erreur pour les réseaux de neurones convolutifs et nous montrons que nous arrivons à améliorer les performances et l'efficacité énergétique d'un accélérateur matériel de convolution.

Cette thèse porte sur l'utilisation de la spéculation temporelle pour améliorer les performances et l'efficacité énergétique d'accélérateurs matériels. La spéculation temporelle consiste en l'utilisation d'un circuit en utilisant une fréquence ou une tension à laquelle son fonctionnement n'est plus garanti. Elle permet d'augmenter les performances du circuit (calculs par seconde) mais aussi son efficacité énergétique (calculs par joule).

Comme le fonctionnement du circuit n'est plus garanti, elle doit être accompagnée d'un mécanisme de détection d'erreur. Celui-ci doit avoir un coût en ressources utilisées, en énergie et un impact sur les performances les plus faibles possibles. Ces surcoûts doivent effectivement être suffisamment faibles pour que l'approche vaille le coup, mais aussi être le plus bas possible pour maximiser les gains obtenus.

Nous présentons un nouveau mécanisme de détection d'erreur au niveau algorithmique pour les convolutions utilisées dans les réseaux de neurones convolutifs qui remplit ces conditions. Nous montrons que la combinaison de ce mécanisme avec la spéculation temporelle permet d'améliorer les performances et l'efficacité énergétique d'un accélérateur matériel de convolution.