131
προς την κατανάλωση πόρων και επαρκείς για εϕαρµογές µε περιορισµένες
απαιτήσεις. Ωστόσο, οι υλοποιήσεις αυτές υστερούν ως προς την επιτάχυνση,
γεγονός
που
τις
καθιστά
λιγότερο
κατάλληλες
για
εϕαρµογές
υψηλών
επιδόσεων.
Αντίθετα,
οι
στρατηγικές
διασωλήνωσης,
ξετυλίγµατος
και
ο
συνδυασµός
τους (διασωλήνωση/ξετύλιγµα) αποτελούν καθοριστικούς µηχανισµούς για
την επίτευξη σηµαντικής επιτάχυνσης και βελτίωσης της συνολικής απόδοσης.
Η
διασωλήνωση
µειώνει
την
κρίσιµη
διαδροµή
και
επιτρέπει
υψηλότερες
συχνότητες
λειτουργίας,
ενώ
το
ξετύλιγµα
αυξάνει
τον
παραλληλισµό
εκτελώντας
πολλαπλούς
γύρους
ανά
κύκλο
ρολογιού.
Ο
συνδυασµός
των
δύο τεχνικών µπορεί να προσϕέρει τις µέγιστες δυνατότητες επιτάχυνσης,
οδηγώντας σε υλοποιήσεις µε εξαιρετικά υψηλή ρυθµαπόδοση και ταχύτερη
εκτέλεση.
Η αρχιτεκτονική των υλοποιήσεων του SHA-3 σε FPGA οϕείλει να ισορροπεί
ανάµεσα στη ρυθµαπόδοση, την κατανάλωση πόρων και την αποδοτικότητα.
Οι βασικές προκλήσεις περιλαµβάνουν την εξισορρόπηση µεταξύ ταχύτητας
και
πολυπλοκότητας,
καθώς
και
τη
βελτιστοποίηση
της
χρήσης
των
περιορισµένων πόρων.
Για εϕαρµογές που απαιτούν τη µέγιστη δυνατή απόδοση και ελάχιστο χρόνο
εκτέλεσης, οι τεχνικές διασωλήνωσης, ξετυλίγµατος και ο συνδυασµός τους
συνιστούν
την
καταλληλότερη
επιλογή,
παρά
την
αυξηµένη
κατανάλωση
πόρων.
Από
την
άλλη
πλευρά,
σε
περιβάλλοντα
µε
περιορισµένη
διαθεσιµότητα
πόρων,
οι
σειριακές
υλοποιήσεις
µπορούν
να
αποτελέσουν
µια
πιο
οικονοµική
λύση,
αν
και
υστερούν
σε
όρους
επιτάχυνσης
και
ρυθµαπόδοσης.
2.
Ποιες µέθοδοι και τεχνικές επιτάχυνσης µπορούν να βελτιώσουν σηµαντικά
την
απόδοση
του
κρίσιµου
µονοπατιού
της
συνάρτησης
κατακερµατισµού
SHA-3 σε περιβάλλοντα FPGA
;
Η
βελτίωση
της
απόδοσης
του
κρίσιµου
µονοπατιού
αποτελεί
θεµελιώδη
προϋπόθεση
για
την
αύξηση
της
ρυθµαπόδοσης
και
της
συνολικής
αποδοτικότητας
του
συστήµατος.
Η
εκµετάλλευση
του
ενδογενή
παραλληλισµού
του
αλγορίθµου
SHA-3,
ειδικότερα
σε
υλοποιήσεις
µε
FPGA,
επιτρέπει
την
ταυτόχρονη
επεξεργασία
δεδοµένων
σε
διαϕορετικά
στάδια του αλγορίθµου, γεγονός που οδηγεί σε ουσιαστική επιτάχυνση και
σε µείωση του συνολικού χρόνου εκτέλεσης.
Η ανάλυση και η στοχευµένη