高スループット可変構造型SIMDアーキテクチャに関する研究

• Project/Area Number: 12780230
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計算機科学
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 佐野 雅彦 徳島大学, 総合情報処理センター, 講師 (00274259)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2000: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: SIMDアーキテクチャ / 可変アーキテクチャ / FPGA / パイプライン処理 / SIMDネットワーク / 遺伝アルゴリズム / 専用アーキテクチャ

Research Abstract

本研究は、価格性能比に優れた汎用性を持つ専用ハードウエアの構築と評価を目標として、配線処理や遺伝的アルゴリズム等の非定型な部分を含むアプリケーションの並列処理を対象としたSIMDアーキテクチャの研究である。FPGA(Field Programmable Gate Array)の可変構造特性に着目した、核となる基本アーキテクチャと各アプリケーションに応じた拡張アーキテクチャにより階層化設計されたSIMD型並列処理アーキテクチャの有効性をFPGAによるプロトタイプにより検証すること目的とする。
平成13年度は、平成12年度の研究により要素プロセッサとして設計された16ビット型RISCコアを用いて、XILINX社製FPGAを用いたプロトタイプシステムを構築するために必要な制御プロセッサ、隣接プロセッサ間ネットワーク、および制御プロセッサと要素プロセッサ間ネットワークについて検討と設計を行った。
制御プロセッサは、前述のRISCコアに制御プロセッサとしての機能(命令の拡張、ホスト間通信機能、ネットワーク制御機能等)を加えたものである。隣接プロセッサ間ネットワークは隣接する要素プロセッサ間で通信を行うものである。制御プロセッサと要素プロセッサ間ネットワークは、命令およびデータを制御プロセッサから要素プロセッサへ放送するパイプライン化されたブロードキャストネットワークと要素プロセッサから制御プロセッサへのデータ回収ネットワークで構成されている。
平成12年度末から13年度始めに得られたデータを検討した結果、制御プロセッサと要素プロセッサ間ネットワークに大幅な設計変更が必要であることが確認され、変更および関連部分の検討と再設計に時間を必要としたため、当初の計画より実装が遅れることとなった。このため、平成14年2月末時点でプロトタイプシステムは構築中であり、継続して構築を進めるものである。