ONDERWERP

Benaderend Rekenen voor Vermogens- en Energieoptimalisatie

Projectoverzicht

De 'Approximate Computing for Power and Energy Optimisation ETN' zal 15 ESR's opleiden om de uitdagingen van toekomstige embedded en high-performance computing energie-efficiëntie aan te pakken door gebruik te maken van disruptieve methodologieën.

Volgens de huidige trend zullen computers in het jaar 2040 meer elektriciteit nodig hebben dan de wereldwijde energiebronnen kunnen opwekken. Aan de communicatiesector is het energieverbruik in mobiele breedbandnetwerken vergelijkbaar met datacenters. Om het nog erger te maken, zal het Internet-of-Things binnenkort tot wel 50 miljard apparaten via draadloze netwerken met de cloud verbinden. APROPOS streeft ernaar het energieverbruik in zowel gedistribueerde computing als communicatie voor cloudgebaseerde cyberfysieke systemen te verminderen. Het project stelt adaptieve Approximate Computing voor om de energie-nauwkeurigheid trade-offs te optimaliseren.

Gelukkig bestaat er in veel onderdelen van de wereldwijde systemen voor data-acquisitie, overdracht, berekening en opslag de mogelijkheid om nauwkeurigheid in te ruilen voor minder stroom- en tijdsverbruik. Als voorbeelden meten talrijke sensoren luidruchtige of onnauwkeurige inputs; de algoritmen die de verkregen signalen verwerken kunnen stochastisch zijn; de toepassingen die de gegevens gebruiken kunnen tevreden zijn met een "acceptabele" nauwkeurigheid in plaats van exacte en absoluut correcte resultaten; het systeem kan veerkrachtig zijn tegen occasionele fouten; en een grove classificatie kan voldoende zijn voor een datamining-systeem. Door een nieuwe dimensie, nauwkeurigheid, aan de ontwerpoptimalisatie toe te voegen, kan de energie-efficiëntie zelfs worden verbeterd met een factor van 10x-50x. We zullen de leiders van de toekomstige generatie opleiden om om te gaan met de technologieën, methodologieën en tools voor het succesvol toepassen van Approximate Computing voor energie- en energiebesparing.

Om de energieproblemen te verlichten, zal APROPOS bijdragen aan het verminderen van het energieverbruik in zowel gedistribueerde computing als communicatie voor cloudgebaseerde cyberfysieke systemen door een adaptieve energie-bewuste benadering voor approximate computing te introduceren. Approximate en transprecisie (dwz adaptieve precisie) computing paradigma's gecombineerd met toepassingsspecifieke verwerkingsstructuren zijn de sleutel elementen om de vereiste verbeteringen in energie-efficiëntie te bereiken. Aangezien het energieverbruik het product is van (computing of communicatie) tijd en gemiddeld stroomverbruik van het apparaat tijdens het uitvoeren van een operatie, moeten deze twee factoren, tijd en stroom, worden aangepakt om energiebesparingen te bereiken. De waardevolle en nieuwe derde dimensie, nauwkeurigheidsaanpassing voor het verminderen van tijd en stroom, is de belangrijkste bijdrage van het APROPOS-netwerk.

De 'Approximate Computing for Power and Energy Optimisation ETN' zal 15 ESR's opleiden om de uitdagingen van toekomstige embedded en high-performance computing energie-efficiëntie aan te pakken door gebruik te maken van disruptieve methodologieën.

Volgens de huidige trend zullen computers in het jaar 2040 meer elektriciteit nodig hebben dan de wereldwijde energiebronnen kunnen opwekken. Aan de communicatiesector is het energieverbruik in mobiele breedbandnetwerken vergelijkbaar met datacenters. Om het nog erger te maken, zal het Internet-of-Things binnenkort tot wel 50 miljard apparaten via draadloze netwerken met de cloud verbinden. APROPOS streeft ernaar het energieverbruik in zowel gedistribueerde computing als communicatie voor cloudgebaseerde cyberfysieke systemen te verminderen. Het project stelt adaptieve Approximate Computing voor om de energie-nauwkeurigheid trade-offs te optimaliseren.

Gelukkig bestaat er in veel onderdelen van de wereldwijde systemen voor data-acquisitie, overdracht, berekening en opslag de mogelijkheid om nauwkeurigheid in te ruilen voor minder stroom- en tijdsverbruik. Als voorbeelden meten talrijke sensoren luidruchtige of onnauwkeurige inputs; de algoritmen die de verkregen signalen verwerken kunnen stochastisch zijn; de toepassingen die de gegevens gebruiken kunnen tevreden zijn met een "acceptabele" nauwkeurigheid in plaats van exacte en absoluut correcte resultaten; het systeem kan veerkrachtig zijn tegen occasionele fouten; en een grove classificatie kan voldoende zijn voor een datamining-systeem. Door een nieuwe dimensie, nauwkeurigheid, aan de ontwerpoptimalisatie toe te voegen, kan de energie-efficiëntie zelfs worden verbeterd met een factor van 10x-50x. We zullen de leiders van de toekomstige generatie opleiden om om te gaan met de technologieën, methodologieën en tools voor het succesvol toepassen van Approximate Computing voor energie- en energiebesparing.

Om de energieproblemen te verlichten, zal APROPOS bijdragen aan het verminderen van het energieverbruik in zowel gedistribueerde computing als communicatie voor cloudgebaseerde cyberfysieke systemen door een adaptieve energie-bewuste benadering voor approximate computing te introduceren. Approximate en transprecisie (dwz adaptieve precisie) computing paradigma's gecombineerd met toepassingsspecifieke verwerkingsstructuren zijn de sleutel elementen om de vereiste verbeteringen in energie-efficiëntie te bereiken. Aangezien het energieverbruik het product is van (computing of communicatie) tijd en gemiddeld stroomverbruik van het apparaat tijdens het uitvoeren van een operatie, moeten deze twee factoren, tijd en stroom, worden aangepakt om energiebesparingen te bereiken. De waardevolle en nieuwe derde dimensie, nauwkeurigheidsaanpassing voor het verminderen van tijd en stroom, is de belangrijkste bijdrage van het APROPOS-netwerk.

Rol van IS-Wireless

IS-Wireless is geen begunstigde in het project. Het bood echter onderdak en ondersteuning aan een ESR voor een persoonlijke industriële secondment van twee maanden. Als onderdeel van het secondmentplan had het bezoek onder andere als doel het verbeteren van de overdraagbare vaardigheden van de ESR, met name op het gebied van bijvoorbeeld het voorbereiden en schrijven van subsidieaanvragen, projectbeheer en werken in industrieel onderzoek. Tijdens het verblijf nam de ESR ook deel aan 5G-gerelateerde training. De kandidaat heeft het eindrapport ingediend over het toekomstige gebruik van benaderend rekenen, hoe dit kan bijdragen aan het ontwerp en de implementatie van netwerken voorbij 5G, enz.

IS-Wireless is geen begunstigde in het project. Het bood echter onderdak en ondersteuning aan een ESR voor een persoonlijke industriële secondment van twee maanden. Als onderdeel van het secondmentplan had het bezoek onder andere als doel het verbeteren van de overdraagbare vaardigheden van de ESR, met name op het gebied van bijvoorbeeld het voorbereiden en schrijven van subsidieaanvragen, projectbeheer en werken in industrieel onderzoek. Tijdens het verblijf nam de ESR ook deel aan 5G-gerelateerde training. De kandidaat heeft het eindrapport ingediend over het toekomstige gebruik van benaderend rekenen, hoe dit kan bijdragen aan het ontwerp en de implementatie van netwerken voorbij 5G, enz.