Effective power saving method by on-chip traffic compression in noc-based embedded systems

Abstract

[EN] of components, relying on an efficient on-chip network (network-on-chip; NoC). As the size of the system increases, NoC performance and power consumption become a central issue. In this project, we design compression strategies at the NoC level reducing the number of transmitted flits and consequently the energy consumed. The provided mechanism relies on the abundance of memory data blocks filled with zeros in the analysed applications, thus easily compressible by using a zero-elimination strategy. We provide a hardware implementation for both compression and decompression end points at a generic network interface (NI). The mechanisms have been designed in isolated mode in order to make them modular and easily adapted to any NI protocol. Results show the effectiveness of the compression and decompression mechanisms and the low overhead they introduce. The percentage of traffic reduced by the compression strategy (it is reduced by a factor of 3) justifies the added resources. This work reflects some parts of the main research directions we tackle in the wider PhD framework. In particular, we propose a method for power efficient memory traffic management. The work presented here represents the initial research directions in simulation development, traffic pattern characterization and initial solutions development[ES] Con los avances de la tecnología, los sistemas en chip multiprocesador (MPSoC) aumentan en número de componentes, apoyándose en una red en el chip (NoC) eficiente. Según crece el tamaño de estos sistemas, la eficiencia de la red tanto temporal como energética se convierte en una parte primordial. En este proyecto diseñamos estrategias de compresión a nivel de red (en la NoC) reduciendo el número de flits transmitidos y por tanto la energía consumida. El método propuesto se basa en la abundancia de bloques de memoria con largas cadenas de ceros que se detectaron en las aplicaciones analizadas. Esta abundancia de ceros facilita la compresión mediante estrategias de eliminación de ceros. Ofrecemos una implementación hardware tanto de la parte de compresión como de la de descompresión sobre un interfaz de red (NI) genérico. Los mecanismos propuestos han sido diseñados de forma aislada para hacerlos modulares y fácilmente adaptables a cualquier protocolo de NI. Los resultados muestran la efectividad de los mecanismos de compresión y descompresión y la escasa penalización que introducen. El porcentaje de tráfico reducido mediante la estrategia de compresión (se reduce con un factor de 3) justifica los recursos extra requeridos. Este trabajo refleja parte de la línea de investigación global que se pretende abordar en el marco más amplio de un doctorado. En particular proponemos un método de gestión del tráfico de memoria energéticamente eficiente. El trabajo presentado aquí representa pues una primera aproximación a la investigación realizando un desarrollo parcial del simulador, caracterización de patrones de tráfico y el desarrollo de una solución parcialSoler Heredia, M. (2013). Effective power saving method by on-chip traffic compression in noc-based embedded systems. http://hdl.handle.net/10251/43774Archivo delegad