マイクロプロセッサにおける高命令レベル並列処理のための投機実行方式に関する研究

• 研究課題/領域番号: 12780237
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 計算機科学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 佐藤 寿倫 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (00322298)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 命令レベル並列 / マイクロプロセッサ / 投機実行 / 値予測 / 命令レベル並列処理 / データ値予測 / 動的命令スケジューリング / 命令再発行 / アウトオブオーダー実行 / 最適化

研究概要

近年値予測を用いたデータ依存の投機的実行が注目されているが,値予測のためのハードウェア量が問題となっている.本研究では,値予測機構のハードウエア量を削減することを検討した.具体的には,頻繁な値の局所性に着目し.予測値を0と1だけに限定している.SPECべンチマークではレジスタに書き込まれる値の平均で20%以上が0と1で占められているので,予測値を制限しても有意義なパフォーマンスが得られる.シミュレーションの結果,提案した予測器は2倍以上のハードウエア規模を必要とする従来の最終値型予測器よりも,性能が高いことが確認された.

研究成果

• [文献書誌] Toshiyuki Yamamoto, Toshinori Sato, Itsujiro Arita: "The KIT COSMOS Processor : Eliminating Inffectual Branch Instructions via Concurrent Dynamic Optimization"Proc. 4^<th> International Symposium on Low-Power and High-Speed Chips. 346 (2001)
• [文献書誌] 佐藤寿倫, 有田五次郎: "連想検索を取り除いたスーパースカラプロセッサ向け命令発火機構"並列処理シンポジウム予稿集. 23-30 (2001)
• [文献書誌] Toshinori Sato, Akihiko Hamano, Kiichi Sugitani, Itsujiro Arita: "Influence of Compiler Optimization on Value Prediction"Proc. 9^<th> International Conference on High Performance Computing and Networking Europe. 312-321 (2001)
• [文献書誌] 濱野彰彦, 杉谷樹一, 佐藤寿倫, 有田五次郎: "コンパイラ最適化レベルのデータ投機実行に与える影響"情報処理学会研究報告. ARC-144. 123-128 (2001)
• [文献書誌] 佐藤寿倫, 有田五次郎: "0/1の局所性を利用したデータ値予測機構のハードウェア量削減"情報処理学会研究報告. ARC-146. 67-72 (2002)
• [文献書誌] Toshinori Sato, Itsujiro Arita: "Low-Cost Value Predictors Using Frequent Value Locality"Proc. 4^<th> International Symposium on High Performance Computing. (発表予定). (2002)
• [文献書誌] 佐藤寿倫: "タグビット幅を考慮したデータ値予測機構のハードウエア量削減"電子情報通信学会技術報告. CPSY2000-3. 15-22 (2000)
• [文献書誌] Toshinori Sato(佐藤寿倫): "Table Size Reduction for Data Value Predictors by Exploiting Narrow Width Values"Proceedings of International Conference on Supercomputing. 196-205 (2000)
• [文献書誌] 佐藤寿倫: "データ幅を考慮したデータ値予測機構のハードウエア量削減"並列処理シンポジウム予稿集. 245-252 (2000)
• [文献書誌] Toshinori Sato(佐藤寿倫): "KIT COSMOS Processor : Introducing CONDOR"Proceedings of International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications. 73-79 (2000)
• [文献書誌] Toshinori Sato(佐藤寿倫): "Partial Resolution in Data Value Predictors"Proceedings of International Conference on Parallel Processing. 69-76 (2000)
• [文献書誌] 中村佑介: "アウトオブオーダー実行における動的命令スゲジューリングアルゴリズムの性能比較"電子情報通信学会九州支部学生講演会予稿集. 72-72 (2000)
• [文献書誌] 濱野彰彦: "プログラムの最適化による値予測実行率への影響"電機関係学会九州支部連合大会予稿集. 781-781 (2000)
• [文献書誌] 杉谷樹一: "値予測におけるコンパイラが与える影響の違い"電気関係学会九州支部連合大会予稿集. 782-782 (2000)
• [文献書誌] 山本季之: "COSMOSプロセッサにおける最適化の有効性"電子情報通信学会技術報告. CPSY2000-61. 11-16 (2000)
• [文献書誌] 佐藤寿倫: "頻繁な値の局所性を考慮したデータ値予測機構のハードウエア量削減"電子情報通信学会技術報告. CPSY2000-62. 17-22 (2000)
• [文献書誌] 佐藤寿倫: "大規模スーパースカラプロセッサ向け命令発行機構"電子情報通信学会技術報告. ICD2000-144. 107-112 (2000)
• [文献書誌] Kiichi Sugitani(杉谷樹一): "Evaluating Effect of Optimization Level on Value Predictability"Proceedings of International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing. 695-698 (2000)