PofoliaPofolia ile paylaşıldı

ACM Transactions on Architecture and Code Optimization· 2026Q2

LSR: Enerji Verimli İşlemciler İçin Döngü Kontrol Yükünü Ortadan Kaldırma

LSR: Eliminating Loop Control Overhead for Energy-Efficient Processors

Ling Min Yang, Libo Huang, Zhong Zheng, Bingcai Sui ve diğerleri

Kısa özet

Döngü Semantik Tanıma (LSR), döngü anlambilimini dinamik olarak çıkararak döngü kontrol yükünü ortadan kaldıran bir mikro mimari tekniktir ve 2 çekirdekli bir işlemcide ortalama %8,36 Enerji-Gecikme Ürünü (EDP) iyileştirmesi ve 4 çekirdekli bir işlemcide %15,39 iyileştirme sağlar, minimum 0,45 KB depolama yükü ile.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Döngü Semantik Tanıma (LSR), kontrol yükünü ortadan kaldırmak için döngü anlambilimini dinamik olarak çıkarır.
  • Donanım Döngü Açma (HLU), komutları %33,23'e kadar azaltır.
  • Adım Değeri Tahmini (SVP), yürütülen komutları %46,59'a kadar düşürür.
  • LSR, 2 çekirdekli bir işlemcide ortalama %8,36 ve 4 çekirdekli bir işlemcide %15,39 EDP iyileştirmesi sağlar.
  • Teknik, yalnızca 0,45 KB depolama alanı gerektirir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Loops constitute a small fraction of static code but dominate dynamic execution time and control overhead, posing significant challenges for energy-efficient mobile and embedded processors. This paper introduces Loop Semantic Recognition (LSR) , a microarchitectural technique that dynamically infers loop semantics to eliminate loop control overhead without requiring compiler support or ISA extensions. We further propose three complementary optimizations: Branch Strength Reduction (BSR), Hardware Loop Unrolling (HLU), and Stride Value Prediction (SVP), which progressively remove redundant control instructions, reduce pipeline pressure, and optimize loop execution. Evaluation on TSVC, PolyBench, NPB, and Swan benchmarks demonstrates that LSR and its extensions deliver substantial efficiency and energy benefits. HLU reduces committed instructions by up to 33.23% , while SVP lowers executed instructions by as much as 46.59% . LSR also reduces loop branch mispredictions and consistently decreases dynamic energy consumption, achieving an average processor-wide Energy-Delay Product (EDP) improvement of 8.36% across these four benchmark suites on a 2-wide baseline core. Scaling to a 4-wide core further raises the average EDP reduction to 15.39% . Additionally, LSR maintains consistent effectiveness across compiler optimization levels from -O1 to -O3 , confirming its robustness to code generation strategies. A complementary evaluation of SPEC CPU2017 shows an average EDP reduction of 2.93% , indicating that LSR optimization opportunities also exist in general-purpose workloads. These results are achieved with only 0.45 KB of total storage overhead, confirming LSR as a lightweight and practical solution for improving energy efficiency across mobile and embedded processor designs.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. ACM Transactions on Architecture and Code Optimization, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Donanım ve Mimari

Hardware and ArchitectureComputer Science