Vector multiplication is a fundamental operation for AI acceleration, responsible for over 85% of computational load in convolution tasks. While essential, these operations are primary drivers of area, power, and delay in modern datapath designs. Conventional multiplier architectures often force a compromise between latency and complexity: high-speed array multipliers demand significant power, whereas sequential designs offer efficiency at the cost of throughput. This paper presents a precompute-reuse nibble multiplier architecture that bridges this gap by reformulating multiplication as a structured composition of reusable nibble-level precomputed values. The proposed design treats each operand as an independent low-precision element, decomposes it into fixed-width nibbles, and generates scaled multiples of a broadcast operand using compact shift-add logic. By replacing wide lookup tables and multiway multiplexers with logic-based precomputation and regular accumulation, the architecture decouples cycle complexity from gate delay. The design completes each 8-bit multiplication in two deterministic cycles with a short critical path, scales efficiently across vector lanes, and significantly reduces area and energy consumption. RTL implementations synthesized in TSMC 28 nm technology demonstrate up to 1.69x area reduction and 1.63x power improvement over shift-add, and nearly 2.6x area and 2.7x power savings compared to LUT-based array multipliers at 128 bit scale.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

设计是对现有状的一种重新认识和打破重组的过程,设计让一切变得更美。
《基于二元优化与图学习的多智能体行动方案自动生成》
中文版 | 集中式与分布式多智能体AI协调策略
专知会员服务
19+阅读 · 2025年5月8日
深度多模态数据融合
专知会员服务
55+阅读 · 2024年11月9日
Cancer Cell综述|AI用于肿瘤学中的多模态数据集成
专知会员服务
35+阅读 · 2022年10月13日
【数据中台】数据中台技术架构方案
产业智能官
15+阅读 · 2020年5月26日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月26日
VIP会员
相关VIP内容
《基于二元优化与图学习的多智能体行动方案自动生成》
中文版 | 集中式与分布式多智能体AI协调策略
专知会员服务
19+阅读 · 2025年5月8日
深度多模态数据融合
专知会员服务
55+阅读 · 2024年11月9日
Cancer Cell综述|AI用于肿瘤学中的多模态数据集成
专知会员服务
35+阅读 · 2022年10月13日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员