新型软件算法分析工具可帮助降低系统功耗

新兴企业Power-Escape公司将发布其首批商业化工具,它们通过分析软件算法来降低系统功耗。该公司宣称,PowerEscape分析器和PowerEscape Analyzer+Cache可以将功耗降低80%以上。

这两款工具采用从校际微电子中心(IMEC)收购的技术,目标用户是算法开发员、系统架构师和系统级芯片(SoC)平台设计师。利用这些工具的反馈信息,设计人员可以调整算法以降低功耗,或者尝试不同的存储器或缓存架构。它们还能帮助设计师决定哪一部分算法应该由硬件进行加速。

PowerEscape是由CoWare公司董事长Guido Arnout创建的一家私人企业,他现在担任总裁兼CEO。

虽然许多EDA公司也致力于降低功耗,但PowerEscape独辟蹊径,试图从算法层找到解决问题的方法。“我们希望从源头来对付这个问题。”Arnout表示。

诸如MP3、JPEG、MPEG和Viterbi等算法都需要移动大量的数据。在某些系统中,算法访问存储器的过程可能占据了整个系统功耗的80%到90%,Arnout指出。VSPACE=12 HSPACE=12 ALT="Arnout:从源头解决功耗问题。">

PowerEscape的技术来源于IMEC公司一个代号为Atomium的项目。IMEC的研究表明,存储器操作将消耗大部分系统能量,因此减少存储器访问周期可以大幅削减功耗。IMEC已经开发出专门用于软件和物理存储器优化的工具。

据Arnout透露,PowerEscap通过向IMEC出让部分股权取得了该技术的授权。PowerEscape重新编写了IMEC的实现代码,并增加了缓存分析等功能。

PowerEscape分析器主要用于ANSI C算法。该算法必须包含能执行代码的测试平台,而且用户必须提供存储器的容量、功耗和性能等信息。分析器可以监视C源代码的执行过程。它将报告函数与数据模块的存储器访问和能耗状况,并提供对峰值存储器需求量与分布的描述,同时突出显示代码中的数据传输瓶颈。

Analyzer+Cache是在分析器之后使用的工具,可提供对不同配置的L1、L2和L3级缓存的仿真。它生成的报告包含以下信息,如缓存命中与遗漏、缓存装载行和存储、存储器访问与缓存行为之间的关系、缓存消耗的能量以及使缓存陷于混乱的数据结构与代码段等。用户可以尝试不同的存储器与缓存配置,以优化解决方案。

目前,这些工具只提供分析功能,还不能自动优化代码,但后续的版本将增加这种功能。这些工具适合于单线程应用,并计划支持多线程。

CoWare公司将转售PowerEscape的产品,对于只有10名开发人员的PowerEscape来说,这是主要的销售途径。

PowerEscape分析器和PowerEscape Analyzer+Cache能够嵌入到现有的GCC算法开发流程中。这两款工具可运行于Linux、Solaris、Windows和Mac OS X平台,需要GCC 2.95以上版本的支持。分析器与Analyzer+Cache的一年使用费起价分别为1万和2.5万美元。

作者:葛立伟