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Theses

Methods to evaluate accuracy-energy trade-off in operator-level approximate computing

Résumé : Les limites physiques des circuits à base de silicium étant en passe d'être atteintes, de nouveaux moyens doivent être trouvés pour outrepasser la fin de la loi de Moore. Beaucoup d'applications peuvent tolérer des approximations dans leurs calculs à différents niveaux, sans dégrader la qualité de leur sortie, ou en la dégradant de manière acceptable. Cette thèse se concentre sur les architectures arithmétiques approximatives afin de saisir cette opportunité. Tout d'abord, une étude critique de l'état de l'art des additionneurs et multiplieurs approximatifs est présentée. Ensuite, un modèle de propagation d'erreur virgule-fixe mettant en œuvre la densité spectrale de puissance est proposée, suivi d'un modèle de propagation du taux d'erreur binaire positionnel des opérateurs approximatifs. Les opérateurs approximatifs sont ensuite utilisés pour la reproduction des effets de la VOS dans les opérateurs arithmétiques exacts. Grâce à notre outil de travail open-source ApxPerf et ses bibliothèques synthétisables C++ apx_fixed pour les opérateurs approximatifs et ct_float pour l'arithmétique flottante basse consommation, deux études consécutives sont proposées, basées sur des applications de traitement du signal complexes. Tout d'abord, les opérateurs approximatifs sont comparés à l'arithmétique virgule-fixe, et la supériorité de la virgule-fixe est soulignée. Enfin, la virgule fixe est comparée aux petits flottants dans des conditions équivalentes. En fonction des conditions applicatives, la virgule-flottante montre une compétitivité inattendue face à la virgule-fixe. Les résultats et discussions de cette thèse donnent un regard nouveau sur l'arithmétique approximative et suggère de nouvelles directions pour le futur des architectures efficaces en énergie.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01665015
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 4:06:09 PM
Last modification on : Wednesday, June 24, 2020 - 4:19:46 PM

File

BARROIS_Benjamin.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01665015, version 2

Citation

Benjamin Barrois. Methods to evaluate accuracy-energy trade-off in operator-level approximate computing. Computer Arithmetic. Université Rennes 1, 2017. English. ⟨NNT : 2017REN1S097⟩. ⟨tel-01665015v2⟩

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