Comprehensive Evaluation of Supply Voltage Underscaling in FPGA on-Chip Memories

Carregant...
Miniatura
El pots comprar en digital a:
El pots comprar en paper a:

Projectes de recerca

Unitats organitzatives

Número de la revista

Títol de la revista

ISSN de la revista

Títol del volum

Cita com:

Col·laborador

Editor

Tribunal avaluador

Realitzat a/amb

Tipus de document

Comunicació de congrés

Data publicació

Editor

IEEE

Condicions d'accés

Accés obert

Llicència

Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització de la persona titular dels drets

Assignatures relacionades

Assignatures relacionades

Publicacions relacionades

Datasets relacionats

Datasets relacionats

Projecte CCD

Abstract

In this work, we evaluate aggressive undervolting, i.e., voltage scaling below the nominal level to reduce the energy consumption of Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). Usually, voltage guardbands are added by chip vendors to ensure the worst-case process and environmental scenarios. Through experimenting on several FPGA architectures, we measure this voltage guardband to be on average 39% of the nominal level, which in turn, delivers more than an order of magnitude power savings. However, further undervolting below the voltage guardband may cause reliability issues as the result of the circuit delay increase, i.e., start to appear faults. We extensively characterize the behavior of these faults in terms of the rate, location, type, as well as sensitivity to environmental temperature, with a concentration of on-chip memories, or Block RAMs (BRAMs). Finally, we evaluate a typical FPGA-based Neural Network (NN) accelerator under low-voltage BRAM operations. In consequence, the substantial NN energy savings come with the cost of NN accuracy loss. To attain power savings without NN accuracy loss, we propose a novel technique that relies on the deterministic behavior of undervolting faults and can limit the accuracy loss to 0.1% without any timing-slack overhead.

Descripció

Persones/entitats

Document relacionat

Versió de

Citació

Salami, B.; Unsal, O. S.; Cristal, A. Comprehensive Evaluation of Supply Voltage Underscaling in FPGA on-Chip Memories. A: "2018 51st Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture (MICRO)". IEEE, 2018, p. 724-736.

Ajut

Forma part

Dipòsit legal

ISBN

978-1-5386-6240-3

ISSN

Altres identificadors

Referències