2010 Fiscal Year Annual Research Report
3次元集積化新世代ベクトルマイクロアーキテクチャの創出
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22300013
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小林 広明 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (40205480)
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| Keywords | 高性能計算 / 3次元積層技術 / コンピュータアーキテクチャ / ベクトルアーキテクチャ |
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| Research Abstract |
本年度は,3次元集積化新世代ベクトルアーキテクチャ設計に向けて,ALUなどの機能ユニット内、ALU/レジスタファイル間などで構成されるデータパスの構成レベル、プロセッサコアやオンチップメモリなどシステム要素間レベルの細粒度から疎粒度のすべてにわたり3次元積層化技術の適用性を評価し,アーキテクチャの概念設計を行った.まず,ベクトルプロセッサコア要素レベル3次元マイクロアーキテクチャ設計に関しては,ベクトルプロセッサコアを構成するベクトルパイプライン、レジスタファイル、オンチップキャッシュ個々をビット長等で2次元方向及び3次元方向に分割した場合の、適切な分割・配置を決定するために、実際のアプリケーション実行において、それぞれのサブ要素がどのような頻度で利用されるのかを評価し、利用頻度と実効性能の関係を分析し,3次元設計の適用可能性を詳細に評価した.また,ベクトルプロセッサコア要素間3次元マイクロアーキテクチャ設計に関しては,3次元貫通配線LSI積層技術を使うことによって得られる利得の大きいベクトルコア構成要素の検討を行い,3次元設計を適用すべき構成要素を明らかにした.さらに,ベクトルプロセッサコア間3次元マイクロアーキテクチャに関しては,ベクトルプロセッサコアに高バンド幅で大量のベクトルデータ共有を可能とするオンチップ共有キャッシュの3次元設計を進めるために、まず、オンチップメモリ容量とオフチップメモリへのアクセス頻度との関係を詳細に調査し,3次元ベクトルキャッシュ設計のための容量やバンド幅性能などの基本データを得ることができた.さらに,本アーキテクチャの評価に用いるターゲットアプリケーションとして,次世代CFDアプリケーションを検討し,基本カーネルの分析を行った.
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