[發明專利]一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構方法

有效

• 申請號: 202111035472.7
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113467590B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 傅玉祥;郭孟豪;李麗;程童;何書專;李偉
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20;G06F15/173;G06N3/08
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 肖樂愈秋

1.一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一、由至少一個熱傳感器構成核溫度測量組；

步驟二、判斷眾核芯片核與核之間的相關性并根據相關性結果確定熱傳感器分布位置；

步驟三、構建用于溫度重構的人工神經網絡；

步驟四、利用核溫度測量組采集眾核芯片上的溫度數值；

步驟五、將步驟四中的溫度數值傳輸至人工神經網絡中，對眾核芯片上所有核的溫度進行重構；

所述步驟二中進一步為：

步驟2.1、計算核與核溫度之間的相關性；

步驟2.2、將所有核納入需放置熱傳感器的核集合φ中，根據所述核集合φ構建核-高相關性核數矩陣，其中為與φ中相對應核的相關性高于預設數值的核的總數目；

步驟2.3、根據核-高相關性核數矩陣，找出中的最大值，并將最大值對應的核標記為傳感器的放置位置，最大值意味著與該核的相關性高于預設數值的核，即具有高相關性的核數目最多；

步驟2.4、 對于步驟2.3，如果與中最大值對應的核不止一個，需要找出這些核中具有的高相關性系數之和最大的核，并將當前核作為傳感器的放置位置，如果這些核中具有的高相關性系數之和最大的核有多個，則隨機選取一個作為傳感器的放置位置；

步驟2.5、 將當前核以及與當前核具有高相關性的核從需放置熱傳感器的核集合φ中剔除，同時更新矩陣，以及核-高相關性核數矩陣；

步驟2.6、判斷需放置熱傳感器的核集合是否為空，若不為空，則跳轉至步驟2.3，若需放置熱傳感器的核集合為空，則確定熱傳感器分布位置；

所述步驟二中衡量相關性的方法是計算核與核溫度之間的相關系數，所述相關系數的計算表達式為：

式中，i和j表示第i和第j個核的溫度；表示第i個結點和第j個結點溫度的協方差，表示第i個核的方差；表示第j個核的方差。

2.根據權利要求1所述的一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構方法，其特征在于，步驟三中的人工神經網絡包含兩層隱藏層、一個輸入層和一個輸出層，層與層之間以全連接方式連接；

所述隱藏層的神經元數目和眾核芯片的總核數相適配，隱藏層的輸出再經過線性整流函數輸出；輸入數據為熱傳感器測量得到的所在核的溫度值，輸出數據為眾核芯片所有核的溫度。

3.根據權利要求2所述的一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構方法，其特征在于，

采用損失函數對所述人工神經網絡的權重參數進行調整，其中，所述損失函數表達式為：

式中，m表示核的總數；表示人工神經網絡輸出結果中第i個核的溫度；表示第i個核的真實溫度；表示均方誤差。

4.一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構系統，用于實現權利要求1~3任意一項方法，其特征在于，具體包括：

核溫度測量組，由至少一個熱傳感器構成，用于測量眾核芯片的片上溫度；

人工神經網絡，用于接收核溫度測量組采集到的數據，并輸出眾核芯片每個核上的溫度；

熱傳感器分配模塊，用于根據通過紅外傳感器或者仿真方法得到的先驗的所有核的溫度數據，計算核與核之間的相關性，完成核溫度測量組內部熱傳感器的位置規劃。

5.根據權利要求4所述的一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構系統，其特征在于，對有限數目的熱傳感器進行位置分配時，進一步的：

首先通過紅外傳感器或者仿真方法得到先驗的眾核芯片所有核的溫度數據；其次，進行相關性計算得出核與核之間的溫度相關性；再次，隨機選取一個核作為第一個熱傳感器的放置位置，并將與其具有高相關性的核與其歸為一類，這些核的位置不需要再放置熱傳感器；從次，通過循環迭代的方式對剩下的需要放置熱傳感器的核進行傳感器的放置和歸類；最后，當所有核都被歸類后，完成有限數量的熱傳感器位置分布。

6.根據權利要求5所述的一種基于相關性和人工神經網絡的眾核芯片溫度重構系統，其特征在于，完成有限數量的熱傳感器位置分布后，利用所述核溫度測量組對核溫度數據進行采集，并將采集到的溫度數據傳輸至人工神經網絡中進行溫度重構。