Global placement is a fundamental step in VLSI physical design. The wide use of 2D processing element (PE) arrays in machine learning accelerators poses new challenges of scalability and Quality of Results (QoR) for state-of-the-art academic global placers. In this work, we develop DG-RePlAce, a new and fast GPU-accelerated global placement framework built on top of the OpenROAD infrastructure, which exploits the inherent dataflow and datapath structures of machine learning accelerators. Experimental results with a variety of machine learning accelerators using a commercial 12nm enablement show that, compared with RePlAce (DREAMPlace), our approach achieves an average reduction in routed wirelength by 10% (7%) and total negative slack (TNS) by 31% (34%), with faster global placement and on-par total runtimes relative to DREAMPlace. Empirical studies on the TILOS MacroPlacement Benchmarks further demonstrate that post-route improvements over RePlAce and DREAMPlace may reach beyond the motivating application to machine learning accelerators.


翻译:全局布局是超大规模集成电路物理设计中的关键步骤。机器学习加速器中二维处理单元阵列的广泛应用,对当前主流学术全局布局工具的可扩展性和结果质量提出了新的挑战。本文提出DG-RePlAce,一个基于OpenROAD基础设施构建的新型快速GPU加速全局布局框架,该框架充分利用了机器学习加速器固有的数据流与数据通路结构。在商用12纳米工艺节点上对多种机器学习加速器进行的实验结果表明,相较于RePlAce(DREAMPlace),我们的方法平均减少布线长度10%(7%),总负时序裕量31%(34%),在实现更快的全局布局速度的同时,总运行时间与DREAMPlace相当。基于TILOS宏单元布局基准的实证研究进一步表明,相较于RePlAce和DREAMPlace,布线后的改进效果可能超越机器学习加速器这一初始应用场景。

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机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
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