2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Universal Processor Core IP with Area and Power Efficiency
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19H04077
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
入江 英嗣 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (50422407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井 修一 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (50291290)
塩谷 亮太 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (10619191)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マイクロプロセッサ / ハードウェア / コンパイラ / VLSI / オープンアーキテクチャ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度の研究では，コンパイラ，マイクロアーキテクチャ，ハードウェア設計の各小目標研究について基盤となる技術研究を進め，これらを統合した実証用ソフトコアプロセッサを開発した．
コンパイラの研究では生成されるSTRAIGHTコードの品質を高める上で不可欠となる，冗長な転送命令の削減技術の基礎理論を提案し，国内会議においてBest Research Awardを受賞するなど高い評価を受けた．また，コンパイラの実装を進展させ，SPEC CPUベンチマーク中のプログラムなど，実用プログラムのSTRAIGHTコード自動生成が可能となり，マイクロアーキテクチャ技術の詳細な評価を行う環境が整備された．
マイクロアーキテクチャの研究ではRISCプロセッサからSTRAIGHTプロセッサに換装するための要点を体系化し，さらにスケジューラ機構についての効率的実装の検討を行った．
これらの研究を統合する形でOoO STRAIGHTプロセッサの論理実装を進め，FPGA上にSTRAIGHT高性能ソフトプロセッサを実現した．この成果はFPGA分野のトップカンファレンスFPLに採択された．
これらの成果を通して，STRAIGHTアーキテクチャの本来性能を引き出す最適化技術研究の環境および，ASIC実装に向けた初期技術開発が整い，STRAIGHTコアのオープン化に向けて大きな進捗となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
コンパイラ開発ではSPECベンチマークの一部を含む実用的プログラムのSTRAIGHTコード生成が可能となり，以降の評価が進めやすくなっている．ハードウェア開発では，当初予定よりも早くOoOコアのソフトプロセッサ実装が完了し，ロジックの実現性，従来アーキテクチャに対する性能優位性が確認され，研究が加速している．
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| Strategy for Future Research Activity |
コンパイラの対応言語を拡張するとともに，現在提案中の基幹最適化技術を実装して，より高クオリティのSTRAIGHTバイナリの生成を可能とする．現在のソフトコア実装を元に高性能OoOSTRAIGHTプロセッサのASIC製造を行い，周波数，電力，性能などを実機により確認する．これらの成果とともに，初期アセットを公開し，研究コミュニティを広げていく．
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