MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017359830
■00520260202105221
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798291566244
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32271806
■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham006251
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621.3
■1001  ▼aChen,  Shibo.
■24510▼aStreamlining  High-Performance  Heterogeneous  Hardware  Design
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a152  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Austin,  Todd  M.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2025.
■520    ▼aWith  the  stagnation  of  Moore's  Law  and  the  breakdown  of  Dennard  Scaling,  hardware  designers  are  increasingly  turning  to  heterogeneous  architectures  to  achieve  higher  performance  and  energy  efficiency.  Heterogeneous  design  composes  complete  systems  from  specialized,  modular  components  optimized  for  specific  applications  or  markets.  This  modular  approach  contrasts  with  traditional  homogeneous  architectures,  which  use  identical  processors  to  handle  diverse  workloads.  By  leveraging  the  unique  strengths  of  each  component,  heterogeneous  systems  not  only  outperform  their  homogeneous  counterparts  but  also  enable  faster  time-to-market  across  a  broad  range  of  use  cases.  Such  specialization  has  been  key  to  advances  in  low-power  embedded  systems  and  data-intensive  machine  learning  applications.  However,  these  benefits  come  at  a  cost.  Heterogeneous  systems  incur  greater  non-recurring  engineering  (NRE)  effort,  higher  communication  overhead,  and  increased  memory  bandwidth  contention-factors  that  limit  scalability  and  adoption.  A  primary  contributor  is  inefficient  communication  among  heterogeneous  components.  Specifically,  mismatched  I/O  interfaces  hinder  reusability  and  drive  up  NRE;  poor  latency  tolerance  creates  performance  bottlenecks;  and  inadequate  resource  allocation  leads  to  contention  and  interference.  These  challenges  arise  at  multiple  stages  of  system  design  and  collectively  slow  or  block  deployment  in  real-world  scenarios.  This  dissertation  presents  minimally  invasive  solutions  that  streamline  heterogeneous  system  design  by  directly  addressing  these  communication  challenges.  First,  it  introduces  Twine,  a  design  language  for  heterogeneous  design  that  standardizes  communication  interfaces  and  automates  control  logic  generation.  Twine  reduces  design  specification  size  by  3x,  enhancing  reusability  and  reducing  engineering  overhead.  Second,  it  proposes  Zipper,  a  set  of  latency-tolerant  bus  optimizations  that  enable  systems  to  tolerate  microsecond-level  delays  without  drastic  redesign.  By  exploiting  the  temporal  locality  and  parallelism  that  exist  in  applications,  Zipper  delivers  up  to  8x  performance  gains.  Finally,  it  introduces  Overpass,  a  flexible  interconnect  system  with  distributed  resource  allocation  that  optimizes  bandwidth  utilization.  Overpass  increases  system  performance  by  35%,  enabling  efficient  communication  across  diverse  components.  Together,  Twine,  Zipper,  and  Overpass  complement  each  other,  forming  a  cohesive  framework  to  help  developers  address  the  core  communication  bottlenecks  of  heterogeneous  hardware  at  various  design  stages.  These  solutions  help  developers  extract  greater  performance  from  their  designs  while  conserving  valuable  engineering  effort.  By  directly  addressing  the  fundamental  barriers  to  adoption,  this  dissertation  advances  the  practicality  and  effectiveness  of  heterogeneous  system  design  and  lays  the  groundwork  for  broader  deployment  and  continued  innovation  in  the  field.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aComputer  engineering
■650  4▼aComputer  science
■650  4▼aApplied  mathematics
■650  4▼aEngineering
■653    ▼aHeterogeneous  hardware  design
■653    ▼aHigh  performance  design
■653    ▼aHeterogeneous  design  methodology
■653    ▼aNon-recurring  engineering
■690    ▼a0984
■690    ▼a0464
■690    ▼a0537
■690    ▼a0364
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bComputer  Science  &  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359830▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서