投機アーキテクチャを利用する高性能プロセッサに関する研究
| Project/Area Number |
13780211
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
計算機科学
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
吉瀬 謙二 電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助手 (50323887)
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| Project Period (FY) |
2001 – 2002
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2002)
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| Budget Amount *help |
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 投機アーキテクチャ / 高性能プロセッサ / コンパイラ支援 / 投機実行 / データ値予測 / メモリ依存関係予測 / FPGA / ソフトウェアシミュレータ |
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| Research Abstract |
本研究では、クロック単位でプロセッサの状態を更新するソフトウェアシミュレータと、書き換え可能デバイス(Field-Programmable Gate Array : FPGA)を用いた評価システムの構築をおこなった。
投機アーキテクチャの予備評価は、予測ミスによる影響を把握するために、従来から利用されてきたトレース駆動のシミュレータではなく、実行ベースのシミュレータが必要となる。クロック単位でプロセッサの状態を更新するソフトウェアシミュレータをC++言語により記述しPC上で動作確認をおこなった。また、シミュレータ上にデータ値予測とメモリ依存関係予測を実装し、これによるプロセッサ性能の向上を確認した。
大規模なアプリケーションの評価においては、ソフトウェアシミュレータに加え、FPGAボードによる評価が必要となる。本研究では、FPGAを用いたプロセッサ研究のための開発環境を構築した。また、論理合成ツールやFPGAによる制約を把握するためにシンプルなアーキテクチャのCPUを試験的に実装した。産業技術総合研究所で開発されたFPGAボードREX上に、Verilog-HDLを用いて1500行程度で記述したシンプルなアーキテクチャの64ビットCPUを実装した。また、Alphaの命令コードをアセンブラで記述し、クロスアセンブルしたコードをFPGAボード上のメモリにダウンロードして、正しく動作していることを確認した。
ソフトウェアの軟らかさとハードウェアの高速性の融合を目指して研究を実施したが、ソフトウェアの情報を十分に活用できるところまで到達できていない。今後は、ユーザビリティの向上を目指した開発環境の拡張に加えて、ソフトウェアとハードウェアとの積極的な融合手法を検討する必要がある。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
