2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24300012
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
本村 真人 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90574286)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | リコンフィギュラブル / プロセッサ / データパス |
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| Research Abstract |
高性能・高エネルギー効率のプロセッサを実現するアプローチとして、対象プログラムのホットパスを可変構造のデータパスにマッピングしアクセラレートするリコンフィギュラブルプロセッサが注目されている。本年度は、処理の内容が多岐にわたり、かつ低消費電力性が強く求められる組み込み用途をターゲットとして、Control-Flow Driven Data-Flow Switching (CDDS)可変データパスアーキテクチャを提案した。このアーキテクチャは、(1)動的再構成を必要最小限な範囲に限定することで柔軟性と低消費電力性の両立を目指す、(2)既存命令列をそのままデータパスにマッピングすることで、既存アーキテクチャからスムーズに移行可能なリコンフィギュラブルプロセッサを目指す、の２点をその特徴とするものである。
CDDSアーキテクチャでは、データパスを固定部と可変部に分割し、実行時には可変部に限定して動的再構成することで、柔軟性と低消費電力性の両立を目指している。固定部は、ハードウェア資源量として大部分を占める、演算器アレイとそのローカルな相互接続網が対応する。一方、可変部は、分岐によって影響を受ける、より大局的なレジスタデータ転送パスのみが相当し、そのハードウェア資源量は圧倒的に少ない。
テスト設計したCDDSアクセラレータの予備評価では、１－２の分岐を含む小規模なプログラムではあるが、CDDSアクセラレータは、ベースプロセッサに比べ、約３－６倍の性能電力費の向上を達成することができた。本評価に当たっては、実際に詳細なRTL設計を行い、最先端LSI設計評価フロー上の電力評価環境を用いて、精度の高い電力評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請時の「連鎖型データパスプロセッサ」のアイデアをCDDSアクセラレータの形で具体化し、RTL設計と詳細な電力評価まで進めることができた。また、複数のアプリケーションをマッピングして、構想通りに電力性能比が大きく向上することを確認することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、チップ試作を進めるとともに、実チップの評価を通じて、より確実に低電力化効果を実証する。また、アプリケーションをCDDSアクセラレータにマッピングするためのソフトウェア環境についても構築を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
設計に想定よりも時間がかかりチップ試作がずれこんだため、その分の費用が発生しなかったため。
前年度末よりチップ試作を行っており、その分の費用発生を見込んでいる。また、評価測定用にFPGA等の電子部品等の追加購入を見込んでいる。
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Research Products
(5 results)
