Energy-efficient design and implementation of approximate floating-point multiplier

Παπαρούνη, Θεοδώρα; Paparouni, Theodora

dc.contributor.author	Παπαρούνη, Θεοδώρα	el
dc.contributor.author	Paparouni, Theodora	en
dc.date.accessioned	2020-01-28T09:28:25Z
dc.date.available	2020-01-28T09:28:25Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49719
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17417
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Προσεγγιστικός υπολογισμός	el
dc.subject	Πρότυπο IEEE 754	el
dc.subject	Ανοχή στα σφάλματα	el
dc.subject	Κατανάλωση ενέργειας	el
dc.subject	Πολλαπλασιασμός αριθμών κινητής υποδιαστολής	el
dc.subject	Approximate computing	en
dc.subject	IEEE standard 754	en
dc.subject	Error tolerance	en
dc.subject	Energy efficiency	en
dc.subject	Floating-Point numbers multiplication	en
dc.title	Energy-efficient design and implementation of approximate floating-point multiplier	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πληροφορική	el
heal.classification	Ψηφιακά συστήματα	el
heal.classification	Αριθμητικά κυκλώματα	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-08-30
heal.abstract	Το Πρότυπο IEEE 754 κινητής υποδιαστολής είναι η πιο κοινή αναπαράσταση για πραγματικούς αριθμούς σε υπολογιστές. Οι αριθμητικές μονάδες κινητής υποδιαστολής χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές, όπως η ψηφιακή επεξεργασία σήματος και η μηχανική μάθηση. Οι πολλαπλασιαστές είναι από τις σημαντικότερες αριθμητικές μονάδες και χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα ψηφιακών συστημάτων. Ωστόσο, μία μονάδα πολλαπλασιασμού απαιτεί υψηλό υπολογιστικό φορτίο, το οποίο οδηγεί σε σημαντική κατανάλωση ενέργειας. Ο υπολογισμός κατά προσέγγιση είναι ένας τρόπος για να σχεδιάσουμε γρήγορα και ενεργειακά αποδοτικά συστήματα. Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μια προσέγγιση του πολλαπλασιαστή αριθμών κινητής-υποδιαστολής. Η προσέγγιση εφαρμόζεται στον πολύπλοκο πολλαπλασιασμό των αριθμών mantissa. Η εφαρμογή του προτεινόμενου κατά προσέγγιση πολλαπλασιαστή στα 16 ψηφία μειώνει τα delay, area, energy έως και 32%, 54%, 53% αντίστοιχα σε σχέση με τον ακριβή πολλαπλασιαστή, ενώ παρουσιάζει σφάλμα μικρότερο από 3,4%. Επίσης η εφαρμογή του προτεινόμενου κατά προσέγγιση πολλαπλασιαστή στα 32 ψηφία μειώνει τα delay, area, energy έως και 46%, 83%, 82% αντίστοιχα σε σχέση με τον ακριβή πολλαπλασιαστή, ενώ παρουσιάζει σφάλμα μικρότερο από 2,2%. Ο προτεινόμενος κατά προσέγγιση πολλαπλασιαστής αριθμών κινητής υποδιαστολής αξιολογήθηκε και σε επίπεδο εφαρμογής.	el
heal.abstract	IEEE Standard 754 floating-point is the most common representation today for real numbers on computers. Floating-point (FP) arithmetic units are used in many applications, such as digital signal processing and machine learning. Multipliers are the most important operational units and are used in a wide range of digital systems. However, a multiplication unit suffer from high computational load, which leads to considerable power consumption. Approximate computing is a way to design fast and energy efficient systems. This diploma thesis describes an approximation of floating-point multiplier. The approximation is applied to the costly mantissa multiplication. The implementation of proposed approximate FP multiplier in 16 bit reduces delay, area and energy up to 32%, 54%, and 53% respectively compared with the exact multiplier, while incurring in an error less than 3.4%. Also, the implementation of proposed approximate FP multiplier in 32 bit reduces delay, area and energy up to 46%, 83%, and 82% respectively compared with the exact multiplier, while incurring in an error less than 2.2%. The proposed approximate FP multiplier was also evaluated at application level.	en
heal.advisorName	Πεκμεστζή, Κιαμάλ	el
heal.committeeMemberName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Μικροϋπολογιστών και Ψηφιακών Συστημάτων VLSI	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.
heal.fullTextAvailability	true