Avaliação de energia e computação de núcleos de processamento de vídeo em CPU e FPGA
Autor:
de Souza, Fillipi Mangrich Costa
Resumo:
Arquiteturas heterogêneas estão se tornando cada vez mais comuns, permitindo a acele-
ração de módulos de compressão de vídeo. Isto é especialmente benéfico quando contêm
algoritmos mistos de fluxo de dados e fluxo de controle, na qual o primeiro pode ser otimizado
por hardware, enquanto o último ainda pode ser executado em uma CPU. Em codificadores
de vídeo, a intra e inter- prediçao são exemplos típicos de operações de fluxo de dados.
Esses etapas envolvem pesquisas de correspondência de blocos que visam encontrar o par
de blocos mais semelhante, um sendo codificado e outro que é gerado durante a previsão. A
semelhança pode ser medida de diferentes maneiras, mas as mais comuns são a Soma de
Diferenças Absolutas (SAD), a Soma das Diferenças Absolutas Transformadas (SATD) e Soma
das Diferenças Quadradas (SSD). Todas essas métricas de distorção são executadas diversas
vezes para cada bloco sendo codificado, reduzir o tempo ou a energia necessária calculá-los é
extremamente benéfico. Este artigo apresenta uma comparação dos custos de energia das
operações SAD e SSD em uma CPU e em designs VLSI dedicados. Os experimentos foram
conduzido em um componente FPGA baseado em Artix-7. O VLSI arquiteturas e rotinas de
simulação foram projetadas com VHDL, e as versões do software foram descritas em C. Nosso
resultados mostram que, como esperado, o FPGA tem um grande ganho de energia eficiência
sobre a CPU.
