Moving operands to a processor can cost more than the arithmetic performed on them, and for small binary similarity and search workloads data movement can dominate. We present HADES, a programmable processing-near-memory engine built around one shared 32x32-bit 2R1W register-file macro that holds both data and program. Twelve 16-bit opcodes, three working registers and a 32-slot program express ten search workloads in 8 to 19 slots, and SCANP and SCANSEL shorten dual-row and selected scans. A post-layout 2x2 Tiny Tapeout implementation closes timing at 40 MHz with 26,968 square microns of standard cells beside a 15,744 square microns macro. All HADES results come from RTL or gate-level simulation of this implementation, and HADES energy is estimated. Against ESP8266 and ESP32 microcontrollers running plain C, and with an ideal host, HADES answers a resident query 10x to 32x and 2.2x to 11x faster, respectively. End to end, it wins at the evaluated batch sizes of B = 16 and B = 256 against both boards and loses the single-query (B = 1) runs to the ESP32. An Arduino Nano runs a restricted subset. Kernel power stays within about 2% of a spin loop on all three boards. These results hold for plain-C baselines under the evaluated conditions. At this scale the control and instruction storage fit around a shared memory macro, while the byte-wide interface and the loading path remain significant costs.


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《工程》是中国工程院(CAE)于2015年推出的国际开放存取期刊。其目的是提供一个高水平的平台,传播和分享工程研发的前沿进展、当前主要研究成果和关键成果;报告工程科学的进展,讨论工程发展的热点、兴趣领域、挑战和前景,在工程中考虑人与环境的福祉和伦理道德,鼓励具有深远经济和社会意义的工程突破和创新,使之达到国际先进水平,成为新的生产力,从而改变世界,造福人类,创造新的未来。 期刊链接:https://www.sciencedirect.com/journal/engineering
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