Study on Vector Architecture for both Programmability and Peak Performance

• Project/Area Number: 20300015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: GOSHIMA Masahiro The University of Tokyo, 大学院・情報理工学系研究科, 准教授 (90283639)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SAKAI Syuichi 東京大学, 情報理工学系研究科, 教授 (50291290)
• Project Period (FY): 2008 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2010: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2009: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2008: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 計算機アーキテクチャ / ベクトル処理 / SIMD / スーパスカラ・プロセッサ / マルチスレッド・プロセッサ / レジスタ・ファイル / レジスタ・キャッシュ / 計算機システム / コンピュータアーキテクチャ / スーパスカラプロセッサ / レジスタキャッシュ

Research Abstract

Although SIMD plays an important role in vector processing, suffers from low programmability and cannot cope with new applications which are becoming more complicated. This research places equal emphasis on programmability and for peak performance. Switchon-Future-Event multithreading achieves maximum of 33.5% performance improvement without sacrificing programmability. Increase in are of the register file cause by the multithreading is relaxed by the Non-latency-Oriented Register Cache System. Simulation results show the area is reduced to 24.9%.

Research Products

• [Journal Article] Low-overhead architecture for security tag (2011)
  • Author(s): Ryota Shioya, Daewung Kim, Kazuo Horio, Masahiro Goshima, Shuichi Sakai
  • Journal Title: IEICE Trans.on Information and Systems Vol.E94-D, No.1
  • NAID: 10027989506
• [Journal Article] Low-overhead architecture for security tag (2011)
  • Author(s): Ryota Shioya, Daewung Kim, Kazuo Horio, Masahiro Goshima, Shuichi Sakai
  • Journal Title: IEICE Trans. on Information and Systems Volume: Vol.E94-D Pages: 69-78
  • NAID: 10027989506
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low-overhead architecture for security tag (2011)
  • Author(s): Ryota Shioya.Dacwung Kim.Kazuo Horio.Masahiro Goshima., Shuichi Sakai
  • Journal Title: IEICE Trans.on Information and Systems Volume: Vol.E94-D Pages: 69-78
  • NAID: 10027989506
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Register Cache System not for Latency Reduction Purpose (2010)
  • Author(s): Ryota Shioya, Kazuo Horio, Masahiro Goshima, Shuichi Sakai
  • Journal Title: IEEE Int'l Symp.on Microarchitecture (MICRO-43)
• [Journal Article] Switch-On-Future-Eventマルチスレッディング (2010)
  • Author(s): 塩谷亮太,倉田成己,中島潤,五島正裕,坂井修一
  • Journal Title: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2010 Pages: 157-165
• [Journal Article] 面積効率を指向するプロセッサの設計 (2010)
  • Author(s): 堀尾一生,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Journal Title: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2010, Pages: 339-346
  • NAID: 110007997580
• [Journal Article] 逆Dualflowアーキテクチャ (2009)
  • Author(s): 一林宏憲
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム Vol.1,No.2 Pages: 22-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low-Complexity Bypass Network Using Small RAM (2008)
  • Author(s): Shinobu Miwa, Hironori Ichibayashi, Hidetsugu Irie, Masahiro Goshima, Hironori Nakajo, Shinji Tomita
  • Journal Title: Int'l Conf.on Computer Design (CDES'08) Pages: 153-159
• [Journal Article] 回路面積指向レジスタ・キャッシュ (2008)
  • Author(s): 塩谷亮太,入江英嗣,五島正裕,坂井修一
  • Journal Title: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2008 Pages: 229-236
• [Journal Article] 逆Dualflowアーキテクチャ (2008)
  • Author(s): 一林宏憲,塩谷亮太,入江英嗣,五島正裕,坂井修一
  • Journal Title: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2008 Pages: 245-254
  • NAID: 110006420475
• [Presentation] ディスパッチト・イメージ・キャッシュ (2011)
  • Author(s): 伊達三雄,倉田成己,伊藤悠二,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会第73回全国大会(pp.1-67-1-68)
• [Presentation] 最適なチェックポイントを選択するトランザクショナル・メモリ (2011)
  • Author(s): 伊藤悠二,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会第73回全国大会(pp.1-69-1-70)
• [Presentation] Register Cache System not for Latency Reduction Purpose (2010)
  • Author(s): Ryota Shioya, Kazuo Horio, Masahiro Goshima, Shuichi Sakai
  • Organizer: IEEE Int'l Symp. on Microarchitecture (MICRO-43)
  • Place of Presentation: Atlanta, USA
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] Register Cache System not for Latency Reduction Purpose (2010)
  • Author(s): Ryota Shioya, Kazuo Horio, Masahiro Goshima, Shuichi Sakai
  • Organizer: IEEE Int'l Symp.on Microarchitecture (MICRO-43)
  • Place of Presentation: Atlanta, USA
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] データ並列プロセッサの現状と今後 (2010)
  • Author(s): 五島正裕
  • Organizer: ISSスクエア第3回システム分科会
  • Place of Presentation: 東大
  • Year and Date: 2010-10-28
• [Presentation] ARCを元気にするために論文査読で私達が出来ること (2010)
  • Author(s): 五島正裕, 他
  • Organizer: 情報処理学会第183回計算機アーキテクチャ研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-10-18
• [Presentation] Ultra Dependable VLSI Processor Architecture (2010)
  • Author(s): Shuichi Sakai
  • Organizer: VDEC D2T Symposium 2010
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2010-06-29
• [Presentation] Dependable VLSI Systems (2010)
  • Author(s): Shuichi Sakai
  • Organizer: VDEC D2T Symposium 2010
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2010-06-29
• [Presentation] Ultra Dependable VLSI Processor Architecture (2010)
  • Author(s): Shuichi Sakai
  • Organizer: VDEC D2T Symposium 2010
  • Place of Presentation: 東大
  • Year and Date: 2010-06-29
• [Presentation] Dependable VLSI Systems (2010)
  • Author(s): Shuichi Sakai
  • Organizer: VDEC D2T Symposium 2010
  • Place of Presentation: 東大
  • Year and Date: 2010-06-29
• [Presentation] トップ・カンファレンス採録までの道のりと,これからの攻略に向けて (2010)
  • Author(s): 塩谷亮太
  • Organizer: 情報処理学会第186回計算機アーキテクチャ研究発表会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2010-03-10
• [Presentation] 面積効率を指向するプロセッサの設計と実装 (2010)
  • Author(s): 堀尾一生,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会第72回全国大会(pp.1-181-1-182)
• [Presentation] 最適なロールバック・ポイントを選択するネスティッド・トランザクショナル・メモリの評価 (2010)
  • Author(s): 伊藤悠二,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会第72会全国大会(pp.1-187-1-188)
• [Presentation] 繰り返し構造に着目した分岐プレディシジョンの改良 (2010)
  • Author(s): 倉田成己,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会第72会全国大会(pp.1-213-1-214)
  • Place of Presentation: (優秀卒業論文認定)
• [Presentation] 選択的キャッシュ・アロケーション:マルチスレッド環境におけるキャッシュ利用効率の向上手法 (2010)
  • Author(s): 堀部悠平,三輪忍,塩谷亮太,五島正裕,中條拓伯
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2010-ARC-190(No.1, pp.1-8)
• [Presentation] 最適なロールバック・ポイントを選択するトランザクショナル・メモリ (2010)
  • Author(s): 伊藤悠二,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2010-ARC-190(No.9)
• [Presentation] Switch-on-Future-Eventマルチスレッディングの改良 (2010)
  • Author(s): 倉田成己,塩谷亮太,中島潤,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2010-ARC-190(No.27)
• [Presentation] Yet Another Taint Mode for PHP (2010)
  • Author(s): Hiroshi Toi, Ryota Shioya, Masahiro Goshima, Shuichi Sakai
  • Organizer: IEEE Int'l Symp. on Pacific Rim Dependable Computing
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
• [Presentation] Switch-On-Future-Eventマルチスレッディング (2010)
  • Author(s): 塩谷亮太, 倉田成己, 中島潤, 五島正裕, 坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンボジウムSACSIS2010
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] 面積効率を指向するプロセッサの設計 (2010)
  • Author(s): 堀尾一生, 塩谷亮太, 五島正裕, 坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウSACSIS2010
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] タイミング制約を緩和するクロッキング方式 (2010)
  • Author(s): 喜多貴信, 塩谷亮太, 五島正裕, 坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2010
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] Yet Another Taint Mode for PHP (2010)
  • Author(s): Hiroshi Toi, Ryota Shioya, Masahiro Goshima., Shuichi Sakai
  • Organizer: IEEE Int'l Symp.on Pacific Rim Dependable Computing
  • Place of Presentation: Tokyo.Japan
• [Presentation] Switch-On-Future-Event マルチスレッディング (2010)
  • Author(s): 塩谷亮太, 倉田成己, 中島潤, 五島正裕, 坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2010
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] 面積効率を指向するプロセッサの設計 (2010)
  • Author(s): 堀尾一生, 塩谷亮太, 五島正裕, 坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2010
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] タイミング制約を緩和するクロッキング方式 (2010)
  • Author(s): 喜多貴信, 塩谷亮太, 五島正裕, 坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2010
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] プロセッサ・シミュレータ「鬼斬弐」の設計と実装 (2009)
  • Author(s): 塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2009(pp.120-121)
  • Place of Presentation: (ポスター)
• [Presentation] 最適なロールバック・ポイントを選択するネスティッド・トランザクショナル・メモリ (2009)
  • Author(s): 伊藤悠二,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2009-ARC-184(No.5)
• [Presentation] タイミング制約を緩和するクロッキング方式の予備評価 (2009)
  • Author(s): 喜多貴信,樽井翔,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 電子情報通信学会技術報告CPSY2009-26(pp.61-66)
• [Presentation] 面積効率を指向するプロセッサの設計 (2009)
  • Author(s): 堀尾一生,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2009-ARC-184(No.27)
• [Presentation] 回路面積指向レジスタ・キャッシュ (2008)
  • Author(s): 塩谷亮太
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2008
  • Place of Presentation: つくば市
  • Year and Date: 2008-06-12
• [Presentation] 逆Dualflowアーキテクチャ (2008)
  • Author(s): 一林宏憲
  • Organizer: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2008
  • Place of Presentation: つくば市
  • Year and Date: 2008-06-12
• [Presentation] 予測ミスした命令の実行を継続する投機手法 (2008)
  • Author(s): 喜多貴信
  • Organizer: 情報処理学会計算機アーキテクチャ研究会
  • Place of Presentation: 日立中央研究所
  • Year and Date: 2008-05-13
• [Presentation] 回路面積指向レジスタ・キャッシュの評価 (2008)
  • Author(s): 塩谷亮太
  • Organizer: 情報処理学会計算機アーキテクチャ研究会
  • Place of Presentation: 日立中央研究所
  • Year and Date: 2008-05-13
• [Presentation] 予測ミスした命令の実行を継続する投機手法 (2008)
  • Author(s): 喜多貴信,塩谷亮太,入江英嗣,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2008-ARC-178(pp.7-12)
• [Presentation] 回路面積指向レジスタ・キャッシュの評価 (2008)
  • Author(s): 塩谷亮太,入江英嗣,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2008-ARC-178(pp.13-18)
• [Presentation] ツインテール・アーキテクチャの評価 (2008)
  • Author(s): 堀尾一生,亘理靖展,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2008-ARC-179(pp.7-12)
• [Presentation] 分岐プレディシジョン (2008)
  • Author(s): 塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2008-ARC-179(pp.67-72)
• [Presentation] プログラムの繰り返し構造に着目した動的なヘルパースレッディング (2008)
  • Author(s): 安藤徹,塩谷亮太,五島正裕,坂井修一
  • Organizer: 情報処理学会研究報告2008-ARC-179(pp.139-144)
• [Presentation] ツインテール・アーキテクチャの評価 (2008)
  • Author(s): 堀尾一生
  • Organizer: SWoPP2008
  • Place of Presentation: 佐賀市
• [Presentation] 分岐プレディシジョン (2008)
  • Author(s): 塩谷亮太
  • Organizer: SWoPP2008
  • Place of Presentation: 佐賀市
• [Presentation] ログラムの繰り返し構造に着目した動的なヘルパースレッディング (2008)
  • Author(s): 安藤徹
  • Organizer: SWoPP2008
  • Place of Presentation: 佐賀市
• [Remarks] ホームページ
  • URL: http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許 (2008)
  • Inventor(s): 塩谷亮太
  • Industrial Property Rights Holder: STARC
  • Industrial Property Number: 2008-284574
  • Filing Date: 2008-11-05