SHF: Small: Graph-X: Exploiting Hidden Parallelism of Irregular and Non-Stencil Computation in High-Level Synthesis

SHF:小:Graph-X:在高级综合中利用不规则和非模板计算的隐藏并行性

基本信息

项目摘要

Modern Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) hold great promise in leapfrogging our computing performance and energy efficiency in many important AI-driven or big data applications. However, manual FPGA programming is extremely difficult, error-prone, and hard to optimize. This project aims at developing a novel and "automatic" methodology to greatly improve the FPGA developer's productivity and the computing performance of their designs. This project, if successful, can not only achieve the high-performance of FPGA computing previously infeasible, but also significantly boost the FPGA developers' total productivity. Given the growing importance of modern FPGA technologies in our high-tech future, solving this fundamental problem is crucial to the future competitiveness of US computer industry.The major technical aspect that this project seeks to address is how to optimally synthesize irregular yet important computation patterns because all of the most important FPGA designs typically exhibit much more general and sophisticated memory access patterns. To this end, this project has proposed several novel and fundamental graph-based optimization techniques that can not only greatly benefit FPGA technology, but also be readily extended to other computing domains, such as CPU compiler or GPU-based computing. In particular, the project uses graphs to capture memory accesses, and presents three research thrusts: (i) GraphMorph solves the problem of scheduling and binding, (ii) GraphFold maximizes conflict resolution, and (iii) GraphProjection targets high-dimensional memory spaces.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
现代现场可编程门阵列(FPGA)在许多重要的人工智能驱动或大数据应用中,在跨越计算性能和能源效率方面具有巨大的潜力。 然而,手动FPGA编程非常困难,容易出错,并且难以优化。 该项目旨在开发一种新颖的“自动化”方法,以大大提高FPGA开发人员的生产力和设计的计算性能。 该项目如果成功,不仅可以实现FPGA计算的高性能,而且可以显著提高FPGA开发人员的总生产率。 鉴于现代FPGA技术在我们的高科技未来的重要性越来越大,解决这个基本问题是至关重要的美国计算机产业的未来竞争力。该项目旨在解决的主要技术方面是如何优化合成不规则但重要的计算模式,因为所有最重要的FPGA设计通常表现出更一般和复杂的内存访问模式。 为此,本项目提出了几种新颖的基于图的优化技术,这些技术不仅可以极大地受益于FPGA技术,而且可以很容易地扩展到其他计算领域,例如CPU编译器或基于GPU的计算。特别是,该项目使用图来捕获内存访问,并提出了三个研究重点:(i)GraphMorph解决了调度和绑定问题,(ii)GraphFold最大化冲突解决,(iii)GraphProjection针对高维内存空间。该奖项反映了NSF的法定使命,并被认为值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
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Policy Reuse in Reinforcement Learning for Modular Agents
模块化代理强化学习中的策略重用
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    0
  • 作者:
    Raza, Sayyed Jaffar;Lin, Mingjie
  • 通讯作者:
    Lin, Mingjie
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通过非线性变换利用准模板中的不规则内存并行性
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  • 通讯作者:
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    Mingjie Lin
  • 通讯作者:
    Mingjie Lin

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知道了