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ReHuff:基于ReRAM的Huffman编码硬件结构设计
1
作者
郑道文
周一开
+2 位作者
唐忆滨
刘博生
武继刚
《计算机工程与科学》
北大核心
2025年第6期988-997,共10页
随着数据量在深度学习等各种应用场景中的迅速增大,通信和存储的硬件开销显著增加。在此背景下,压缩方法的重要性日益提升。哈夫曼编码是目前具备代表性且广泛应用的压缩方法之一,其特点是在不损害数据完整性的前提下,有效压缩数据并节...
随着数据量在深度学习等各种应用场景中的迅速增大,通信和存储的硬件开销显著增加。在此背景下,压缩方法的重要性日益提升。哈夫曼编码是目前具备代表性且广泛应用的压缩方法之一,其特点是在不损害数据完整性的前提下,有效压缩数据并节省存储空间。然而,由于分层内存存储的限制,哈夫曼编码在传统硬件中的解决方案面临着高延迟和高能耗的挑战。提出了一种名为ReHuff的硬件架构,利用阻变随机存储器(ReRAM)实现在内存中直接进行哈夫曼编码。设计了基于ReRAM的哈夫曼编码映射方法,以提取有效数据。针对映射过程中存在的变长编码数据与定长ReRAM块之间的匹配问题,提出了适应架构设计的双阶段变长数据选择与分割方法,整合变长输出以节省能耗并提升ReRAM的利用效率。仿真结果表明,所提出的设计方案的性能与能耗表现均优于代表性基准,在性能方面提高了18.6倍,在能耗方面降低了82.4%。
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关键词
哈夫曼编码
数据压缩
阻变随机存储器
加速器设计
数据映射
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职称材料
题名
ReHuff:基于ReRAM的Huffman编码硬件结构设计
1
作者
郑道文
周一开
唐忆滨
刘博生
武继刚
机构
广东工业大学
计算
机学院
武汉数字工程研究所
图形处理芯片及智能计算系统技术创新中心
出处
《计算机工程与科学》
北大核心
2025年第6期988-997,共10页
基金
国家自然科学基金(62302102,62174038)
广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515012844,2022A1515110599)。
文摘
随着数据量在深度学习等各种应用场景中的迅速增大,通信和存储的硬件开销显著增加。在此背景下,压缩方法的重要性日益提升。哈夫曼编码是目前具备代表性且广泛应用的压缩方法之一,其特点是在不损害数据完整性的前提下,有效压缩数据并节省存储空间。然而,由于分层内存存储的限制,哈夫曼编码在传统硬件中的解决方案面临着高延迟和高能耗的挑战。提出了一种名为ReHuff的硬件架构,利用阻变随机存储器(ReRAM)实现在内存中直接进行哈夫曼编码。设计了基于ReRAM的哈夫曼编码映射方法,以提取有效数据。针对映射过程中存在的变长编码数据与定长ReRAM块之间的匹配问题,提出了适应架构设计的双阶段变长数据选择与分割方法,整合变长输出以节省能耗并提升ReRAM的利用效率。仿真结果表明,所提出的设计方案的性能与能耗表现均优于代表性基准,在性能方面提高了18.6倍,在能耗方面降低了82.4%。
关键词
哈夫曼编码
数据压缩
阻变随机存储器
加速器设计
数据映射
Keywords
Huffman coding
data compression
resistive random access memory
accelerator design
data mapping
分类号
TN492 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
ReHuff:基于ReRAM的Huffman编码硬件结构设计
郑道文
周一开
唐忆滨
刘博生
武继刚
《计算机工程与科学》
北大核心
2025
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