Sorting is fundamental and ubiquitous in modern computing systems. Hardware sorting systems are built based on comparison operations with Von Neumann architecture, but their performance are limited by the bandwidth between memory and comparison units and the performance of complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) based circuitry. Sort-in-memory (SIM) based on emerging memristors is desired but not yet available due to comparison operations that are challenging to be implemented within memristive memory. Here we report fast and reconfigurable SIM system enabled by digit read (DR) on 1-transistor-1-resistor (1T1R) memristor arrays. We develop DR tree node skipping (TNS) that support variable data quantity and data types, and extend TNS with multi-bank, bit-slice and multi-level strategies to enable cross-array TNS (CA-TNS) for practical adoptions. Experimented on benchmark sorting datasets, our memristor-enabled SIM system presents up to 3.32x~7.70x speedup, 6.23x~183.5x energy efficiency improvement and 2.23x~7.43x area reduction compared with state-of-the-art sorting systems. We apply such SIM system for shortest path search with Dijkstra's algorithm and neural network inference with in-situ pruning, demonstrating the capability in solving practical sorting tasks and the compatibility in integrating with other compute-in-memory (CIM) schemes. The comparison-free TNS/CA-TNS SIM enabled by memristors pushes sorting into a new paradigm of sort-in-memory for next-generation sorting systems.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FAST:Conference on File and Storage Technologies。 Explanation:文件和存储技术会议。 Publisher:USENIX。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/conf/fast/
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月3日
Augmentation for small object detection
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员