图形数字硬件
使命
图形数字硬件小组是一个应用研究小组，它专注于构建、实施、优化数学密集型硬件并对其进行形式验证的各方面工作。它作为英特尔图形、媒体和显示知识产权 (IP) 部门的内部咨询机构运行，并参与整个英特尔的战略项目。
组建该小组基于以下前提：数学和逻辑推理可以为硬件带来巨大的正确性、速度、领域和功效优势。它的发现成果和知识已得到充分利用、自动化和广泛传播。
研究资料库
即将举办的讲座
通过 VC Formal* 数据路径验证 (DPV) 网络研讨会对数据路径管道设计进行形式验证
形式验证可以消除风险，并且可以从字面上消除错误。DPV 等工具的使用远远超出了其正常用例，这样可以增加其设计的正确性、理解甚至性能方面的价值。本讲座介绍了 DPV 在英特尔显卡领域的价值和进步。
2023 年 2 月 1 日和 8 日
为硬件架构自动生成完全多项式插值设计空间
2023 年 1 月 16-19 日
HiPEDS 工程和物理科学研究理事会 (EPSRC) 高性能嵌入式和分布式系统博士培训中心
数值硬件设计方法的方向
有竞争力的 GPU 硬件设计需要在算法、数字格式、精度、准确度和逻辑门级别进行优化。本演示文稿讨论了实现全自动工具链的进展，该工具链通过算法探索、精度和准确度调整以及行为 RTL 创建和优化以及一直使用的形式验证和确认来采用机器可读的数字规范。
2023 年 1 月 19 日
之前的讲座
应用研究
HiPEDS EPSRC 高性能嵌入式和分布式系统博士培训中心
加州大学圣地亚哥分校雅各布斯分校本科生辅导计划和 IEEE 协会
应用研究实现了研究与开发的完美平衡，推动了得到实际应用的根本性创新。本讲座深入探讨了完成这项艰巨而有益的工作所需的技术、人事和管理技能。
2022 年 5 月 24 日和 12 月 15 日
工业博士和工业研究
2022 年 12 月 1 日
小组概况
数字硬件小组背景信息和实习生
伦敦帝国理工学院，电气与电子工程学会
2022 年 1 月 27 日
卡内基梅隆大学，电子与电气工程
GPU：数据路径热潮
2022 年 9 月 9 日
2021 年 9 月 15 日
2020 年 9 月 23 日
卡内基梅隆大学数学俱乐部
GPU 数据路径：数学、硬件与软件在此交汇
2020 年 2 月 19 日
2021 年 2 月 24 日
卡内基梅隆大学，电子与电气工程，化学系
GPU：数据路径热潮
2019 年 10 月 8 日
加利福尼亚大学圣地亚哥分校，Theta Tau 职业发展
数学与 GPU
2020 年 1 月 22 日
加州大学戴维斯分校
GPU：数据路径热潮
2019 年 10 月 17 日
佐治亚理工学院
GPU：数据路径热潮
2019 年 9 月 12 日
加州州立大学萨克拉门托分校
GPU：数据路径热潮
2022 年 10 月 6 日
形式验证和规格
数字设计的形式验证：功耗承诺和陷阱
在过去的十年中，形式验证作为设计验证方法的标准部分已经真正成为主流。形式验证可提供详尽的防弹级正确性证明的诱人承诺。以下是有关其使用的基本障碍：可行性和可扩展性、规格和措辞以及文化变化。
2022 年 10 月 25 日
2022 年 10 月 20 日
GPU 数值算法面临的形式验证挑战
2022 年 5 月 26 日
2022 年 7 月 6 日
2022 年 E-graph 研究、应用、实践和人为因素研讨会 (EGRAPHS) 研讨会抽象解释
了解元数据跨 E-graph 的高效传播。
2022 年 6 月 14 日
方法
用于探索的 E-graph：所有实施都能成功应对，但有些实施比其他实施更能成功应对
E-graph 自二十世纪七十年代以来一直存在，但近年来它们针对的是探索和优化问题。它们提供了等效设计的紧凑表示和完整的探索设计空间历史，且已证明在一系列领域都很有用。研究人员使用 E-graph 实现数值稳定性分析、数据路径硬件设计、重写规则合成等的自动化。
2022 年 12 月 6 日
硬件设计比软件设计难得多吗？
2022 年 11 月 15 日
数值硬件设计方法的方向
有竞争力的 GPU 硬件设计需要在算法、数字格式、精度、准确度和逻辑门级别进行优化。我们介绍了实现全自动工具链的进展。该工具链通过算法探索、精度和准确度调整以及优化来采用机器可读的数字规范。该方法自始至终使用形式验证与确认。
2022 年 11 月 11 日
高性能显卡硬件中的高级合成
高级合成将架构和行为描述提升到更高的抽象层次，同时实现设计空间探索自动化。其在高性能图形硬件中的应用提供了一个生态系统。在该生态系统中，性能、功耗和面积都正在被推向新的极端。假设、理论和功能正在对现状形成挑战，同时也面临挑战。
2022 年 11 月 9 日
ROVER：通过经过验证的 E-graph 重写进行 RTL 优化
手动重写 RTL 以提高硬件性能可以细分为一系列转变。此过程是否可实现自动化？E-graphs 提供了一种重写方法，可维护设计空间探索的完整历史记录并支持形式验证。
2022 年 9 月 5 日和 12 日
分段多项式近似是实现复杂函数的标准技术。本讲座介绍了这些实现的完整设计空间，以及如何借助它进行独特优化。
2022 年 7 月 6 日
FPBench：指定数值程序原理性多精度硬件微架构的行为
数字硬件实施的质量取决于对设计空间的定义和探索。FPCore 提供了一种指定硬件操作和各种数字格式、精度和准确度，以实现高效规范和探索的方法。
2022 年 5 月 12 日
使用 E-graph 实现自动数据路径优化
手动重写 RTL 以提高硬件性能可以细分为一系列转变。这是否可以实现自动化？E-graphs 提供了一种重写方法，可维护设计空间探索的完整历史记录并支持形式验证。
2022 年 5 月 5 日
犹他大学，计算学院
数字硬件设计前景 - 挑战与机遇
如何构建可靠的设计方法，以在算法、数字格式、精度、准确度和逻辑门级别优化数字硬件？
2022 年 4 月 7 日
在算法、数字格式、精度、准确度和逻辑门级别优化数字硬件时面临的挑战，以及形式验证和确认挑战。
2021 年 7 月 14 日
伦敦帝国理工学院，电气与电子工程，电路与系统小组
关于手动优化 RTL 的本质
专家数字硬件设计师执行了哪些类型的优化？
2021 年 2 月 2 日
小组
Theo Drane 博士
2002 年，在英国剑桥大学修完数学学位后，Theo 开始为数据路径咨询机构 Arithmatica 工作。他是英特尔® 图形事业部内的应用研究图形数字硬件小组的领导人。
Mentor Graphics*、Synopsys* 和 Cadence* 一直在使用 Theo 的专利并提供许可授权。他的业余爱好包括撰写短篇小说、作曲和去马德拉岛旅行。
Christopher Poole
Christopher 在位于宾夕法尼亚州匹兹堡的卡内基梅隆大学获得了数学学士学位（专注于应用和计算数学）。他的研究领域包括代数结构、数值方法和机器学习。Christopher 参与了自动驾驶汽车对公路交通影响方面的研究，并曾以数据分析师的身份在 Emcor Facility Services 实习。他的业余爱好包括橄榄球、游戏和西洋双陆棋。
Sam Coward
Sam 在英国剑桥大学获得了数学学士学位和科学计算硕士学位。在求学期间，Sam 对统计、群论、量子力学和计算产生了兴趣。这导致他在实习期间在 Cadence Design Systems 和 Riverlane（一家量子计算初创企业）进行形式验证，并参与了英特尔的设计优化项目。毕业后，他曾在诺基亚*从事网络处理器固件开发工作。目前，他正在伦敦帝国理工学院电气与电子工程系攻读博士学位。这包括与英特尔图形事业部内部的图形数字硬件小组进行密切合作。在工作之外，他热衷于参与壁球运动，由于居住在伦敦，他也经常去剧院欣赏戏剧。
Bill Zorn 博士
凭借编程语言与计算机架构的交叉研究，Bill 于 2021 年在华盛顿大学获得博士学位。他的研究重点为有限精度数字系统，想办法提高其对程序员的透明度以及使其适合高效硬件设计。除在英特尔工作以外，他还是开源 FPBench 项目的组织者。在空闲时，他喜欢徒步旅行（最好带上狗狗）和玩不需要超频游戏装备的 20 世纪 90 年代末的游戏。
2023 年实习生
Jordan Schmerge
Jordan 最初来自科罗拉多州，曾就读于科罗拉多矿业学院。他对形式验证、程序等价和定理证明感兴趣，并期待探索图形浮点硬件和算法的验证。在业余时间，他特别喜欢阅读和玩益智游戏。
Brett Saiki
Brett 是华盛顿大学的一名本科生，攻读计算机工程和数学双学位。他是编程语言与软件工程 (PLSE) 研究实验室的成员，参与计算机数字系统和项重写技术相关项目。在业余时间，他喜欢跑步、阅读和听音乐。
2022 年实习生
Bryan Tan
Bryan Tan 是一个二年级本科生，在伦敦帝国理工学院电子与信息工程系攻读工程硕士学位。他的大学项目包括用 C++ 实现的数字电路模拟器、经过充分测试的 MIPS CPU 和互补 C 编译器，以及伦敦帝国理工学院大学生方程式赛车的 Arduino* 微控制器。他对机器学习和信号处理、高级合成和计量金融统计方法有浓厚的兴趣。Bryan 住在澳大利亚悉尼，但在校期间住在伦敦。在业余时间，他喜欢在帝国理工学院医学院队打羽毛球。
Brett Saiki
Brett Saiki 是华盛顿大学的本科生，攻读计算机工程和数学双学位。他是编程语言与软件工程 (PLSE) 研究实验室的成员，参与计算机数字系统和项重写技术相关项目。在业余时间，他喜欢跑步、阅读和听音乐。
Avi Darbari
Avi Darbari 是英国的一名中学生。他曾在少年数学奥林匹克竞赛中获得银牌（数十万参赛者中只有 1200 名学生获得了奖牌）。Desmos 全球数学艺术大赛的 10,000 个作品中只有 20 人入围决赛，而他是入围者中唯一的英国人。他是 Axiomise* 的营销和创意艺术家。在业余时间，他喜欢弹钢琴，使用矢量图形和 3D 建模应用。
Rohan Udupa
Rohan Udupa 是福尔瑟姆高中的一名学生，将于 2023 年毕业。他参加了当地的编程比赛并加入了机器人俱乐部以及获得州认可的白金级 CyberPatriots XV 团队。他喜欢跑步，是学校越野和田径队的一员。
Om Joshi
Om Joshi 是德克萨斯大学奥斯汀分校 (UT Austin) 的一名本科生，主修电气工程、数学和 Plan II（UT 的跨学科文科荣誉项目）。他供职于一家研究实验室，该实验室致力于为量子计算应用构建超导微波电路。他喜欢在业余时间打街头篮球、骑车、拉小提琴。
2021 年实习生
Mindy Kim
这名高中实习生将于 2022 年从福尔松高中毕业，并计划报读计算机科学专业，专门研究 AI 集群。Mindy 通过编程马拉松和竞赛获得了相关经验。她在 SkillsUSA 上赢得了计算机编程银奖，并成立和组织了 COVID Hacks — 来自 11 个国家/地区的大约 300 名参与者参加的国际编程马拉松。
Kim 是机器人社团、扶轮少年服务团的主席，也是学校竞争演讲与辩论俱乐部的高级资金管理人员。她是在线教育项目 Inspirit AI 的课程开发主管，该项目旨在对高中生和初中生进行机器学习方面的培训。在空闲时，她喜欢阅读、吹奏长笛以及与朋友一起外出喝波霸奶茶。
Om Ajudia
Om 是一名来自加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的实习生，他在攻读应用数学学士学位，并辅修统计和计算机专业。除了在大学和高中做私教和评分外，这是他的第一次工作经历。在空余时间，Om 喜欢打钉球*和排球，以及玩智力游戏。
Bryce Orloski
这名实习生于 2020 年从卡内基梅隆大学毕业，拥有数学学士学位，并辅修了计算机专业。他目前在宾夕法尼亚州立大学攻读数学博士。Bryce 的经验包括教学、评分、私教和数学研究。2020 和 2021 年夏季，他参与了数字硬件小组的硬件优化实习。他喜欢玩智力游戏和弹钢琴。
Bill Zorn 博士
凭借编程语言与计算机架构的交叉研究，Bill 于 2021 年在华盛顿大学获得博士学位。他的研究重点为有限精度数字系统，想办法提高其对程序员的透明度以及使其适合高效硬件设计。除在英特尔工作以外，他还是开源 FPBench 项目的组织者。在空闲时，他喜欢徒步旅行（最好带上狗狗）和玩不需要超频游戏装备的 20 世纪 90 年代末的游戏。
2020 年实习生
Venkata Sai MadhuKiran Harsha Nori
作为博士研究的一部分，Venkata 正在设计一种独特的相对定时片上系统 (SoC)。他在印度海得拉巴长大，并从奥斯马尼亚大学获得了电子与通信工程学士学位。Venkata 在犹他大学完成了计算机工程硕士学位，现在博士在读。他曾在 Granite Mountain Technologies 实习，负责利用相对定时技术来开发硬件。Venkata 感兴趣的研究领域包括相对定时设计、异步电路、异步电路电子设计自动化 (EDA) 和验证。在空闲时，Venkata 喜欢徒步旅行以及学习音乐、政策、历史和语言。
Tianen Chen
Tianen 目前是威斯康星大学麦迪逊分校计算机工程专业的三年级博士生，在大学的嵌入式系统和计算实验室 WISEST 学习。他分别在卡尔顿大学和哥伦比亚大学获得了物理学学士学位和电气工程学士学位。Tianen 的研究重点是应用于深度神经网络逻辑综合的近似计算方法。他过去的项目包括近似取幂法。此前，他曾在 Seagate Technology* 实习，并拥有两个夏季的粒子物理学研究经历。他喜欢打篮球、跑步和踢足球。
Bryce Orloski
这名实习生于 2020 年从卡内基梅隆大学毕业，拥有数学学士学位，并辅修了计算机专业。他目前在宾夕法尼亚州立大学攻读数学博士。Bryce 的经验包括教学、评分、私教和数学研究。2020 和 2021 年夏季，他参与了数字硬件小组的硬件优化实习。他喜欢玩智力游戏和弹钢琴。
2019 年实习生
Sam Coward
Sam 在英国剑桥大学获得了数学学士学位和科学计算硕士学位。在求学期间，Sam 对统计、群论、量子力学和计算产生了兴趣。这导致他在实习期间在 Cadence Design Systems 和 Riverlane（一家量子计算初创企业）进行形式验证，并参与了英特尔的设计优化项目。毕业后，他曾在诺基亚*从事网络处理器固件开发工作。目前，他正在伦敦帝国理工学院电气与电子工程系攻读博士学位。这包括与英特尔图形事业部内部的图形数字硬件小组进行密切合作。在工作之外，他热衷于参与壁球运动，由于居住在伦敦，他也经常去剧院欣赏戏剧。
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