如果你考虑计算,你可能会想到正确性、速度和准确性。然而,OPRECOMP项目的研究人员是不同的。他们的目标是开发一种根本不同且更灵活的计算类型,称为超精密计算。
摧毁几乎所有现代数字计算基础的100%精度假设,是位于苏黎世的IBM Research Europe领导的OPRECOMP研究联盟的总体目标。在许多应用中,这种精度根本不是必需的,并且会消耗太多能量。相反,OPRECOMP将提供操作所需的适当能量的近似值。新技术也将使计算速度更快。
通常,数字计算机使用精心设计的编码方案以64位二进制数的形式存储数字。然而,在许多情况下,应用程序并不需要所有这些数字。项目中的挑战不仅在于降低能耗,还在于确保近似结果保持在预定义的范围内,或者至少可以为结果指定这样的范围。
OPRECOMP解决了从物理硬件到架构再到编译器、算法和软件的完整计算栈。它渴望为未来计算提供第一个完整的超精密框架。为了实现这一目标,一个由数学家、计算机科学家和软硬件工程师组成的跨学科团队不仅在计算领域工作,还展示了酷应用程序(如小型无人机)的优势,这些应用程序使用近似计算飞行更长时间。时间到了。
其他目标应用领域包括大数据分析、机器学习和高性能计算。所开发的架构将解决从用于小型设备或连接对象的低功耗(兆瓦)系统到大型高性能计算系统的处理、存储和通信问题。
项目团队对现有的许多算法进行了调整,以实现超高精度:例如,团队开发了BLSTM算法的新颖实现,它可以将图像转换为只有8位精度的文本。它只损失了0.01%的精度,但功耗却降低了4倍甚至8倍。该算法已在硬件上实现,证明该算法可以实现自动化并应用于实际。
协调员克里斯蒂亚诺马洛西(Cristiano Malossi)说:“挑战之一是,即使在计算机科学家中,超精密计算也不广为人知。”“自动化是开放的国际社会发展的关键。因此,高精度计算可以被广泛的受众使用,包括在近似和不精确计算方面没有专业知识的工程师。在这方面,OPRECOMP正在开发一个高精度软件开发工具包,使开发人员能够轻松地用高精度算法和小型计算设备(如纸浆)进行编程和实验。这项技术在日常应用中的路线图仍然很长,但有了OPRECOMP,我们已经向前迈进了一大步。”
到OPRECOMP结束和2020年12月,该项目将产生基于超精密计算的新算法、执行此类工作负载的低能耗平台、支持使用超精密计算的软件环境库和可加速原型制作的模拟库。和发展。生成的软件全部开源,低精度计算的FloatX编程库等成果成为新闻。此外,IBM还打造了传统HPC系统的原型,并结合了超精密计算加速功能。