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1999 年度 実績報告書

命令キャッシュのプログラム制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11780199
研究機関茨城大学

研究代表者

岡本 秀輔  茨城大学, 工学部, 講師 (30262380)

キーワード命令キャッシュ / プリフェッチ / メモリ階層 / 命令セットアーキテクチャ / プロセッサ / 命令レベル並列処理
研究概要

プログラム内蔵方式に基づいた現代のプロセッサはフォン・ノイマン・ボトルネックと呼ばれる問題を持っており、これまでキャッシュ操作命令や投機的ロード命令の実行などによるデータヘの対策が多くとられて来た。しかし、命令に関しては分岐命令とその実行履歴に基づいた処理対策が主であり、効率的な転送に関して改善の余地が残されている。そこで、命令フェッチのための情報をプログラム中に挿入し、これにより命令キャッシュの制御および命令デコーダへのプリフェッチ制御を行い、ボトルネックに対する負荷の軽減をはかろうとするのが本研究である。
本年度の研究では、命令フェッチ情報を指定できる命令セットアーキテクチャに基づいたプロセッサにおけるプログラムの挙動と命令キャッシュとの関係調査をおこなった。既存の命令パイプライン・レベルのプロセッサ・シミュレータに変更を加えて、数百キロバイト程度のプログラム実行の動作情報および命令キャッシュに関係する数値情報を得られるようにした。さらに、解析の対象プログラムとして、GNU Cコンパイラの本体(cc1)を選択し、RISC型の通常のプロセッサ用に出力されたcc1のアセンブリ・プログラムから、命令フェッチ制御の可能なアセンブリ・プログラムヘの変換プログラムおよび実行可能な形式へのリンクを行うプログラムを作成して、シミュレーションを行った。このシミュレーションにより、命令フェッチ情報を付加したプログラムの平均基本ブロックサイズ、分岐と命令フェッチおよびキャッシュへのプリフェッチのタイミングの解析を行った。またこれと並行して、命令フェッチ情報を付加するのにより適したあたらしい命令セットアーキテクチャに関する研究を行った。

  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] S.Okamoto: "Design of a Superscalar Processor Based on Queue Machime Computaion Model"IEEE Pacific Rim Conference on Communications,Computers and Signal Processing (PACRIM '99),Conference Proceedings. 151-154 (1999)

URL: 

公開日: 2001-10-23   更新日: 2016-04-21  

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