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AIM: 高性能PIMにおけるアーキテクチャレベルのIRドロップ緩和のためのソフトウェアとハードウェアの共同設計

AIM: Software and Hardware Co-design for Architecture-level IR-drop Mitigation in High-performance PIM

http://arxiv.org/abs/2511.04321v1


SRAMベースのメモリ処理(PIM)は、高性能を求める中で、計算密度やエネルギー効率、計算精度において優れた特性を示しています。しかし、高性能を追求するにつれて、複雑な回路設計が必要になり、動作周波数の増加がIRドロップ問題を悪化させます。著者たちは、従来の回路レベルのIRドロップ緩和手法がリソース集約的であり、パワー・パフォーマンス・エリア(PPA)を妥協することを指摘し、AIMという新たなソフトウェアとハードウェアの共同設計手法を提案しています。この手法では、PIMのビット直列およびインシチュデータフロー処理特性を活用し、IRドロップとPIMワークロードとの相関を定義する新たなアプローチを導入します。シミュレーション結果に基づき、AIMは最大69.2%のIRドロップ緩和を達成し、エネルギー効率を2.29倍、速度を1.152倍向上させることを示しています。