COINS共通基盤のPTX向け拡張

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K00107
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 滝本 宗宏 東京理科大学, 理工学部情報科学科, 教授 (00318205)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 分岐発散 / GPU / 部分冗長除去 / 投機的移動 / プロファイリング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，コンパイラ共通基盤COINSの中間表現LIRから，GPU用コードPTXを生成することによって，COINS上でGPU向けの低水準最適化を開発できる環境を実現することを目的としている．本目的達成に向けて，平成28年度では，次のことを行った．
1. LIRの主要部分をPTXへ変換する変換器の実現
2. プロファイリングに基づく部分冗長除去を用いた投機的移動と分岐発散低減の実現
1については，LIRの配列を含む主要計算部をPTXへ変換する変換器をCOINSコンパイラ共通基盤に実現し，GPUで動作することを確認した．
2については，プロファイリングに基づく部分冗長除去を，分岐発散している条件分岐に対して故意に偏ったプロファイルデータを設定することによって，選択的な投機的移動を実現する．本手法を適用することによって，if文のthen部もelse部も１度ずつ実行される分岐発散部に限って，if文の上に命令を巻き上げるので，実行コストを増加させることなくプログラム全体の冗長性を増加させることができる．増加した冗長性は，命令を挿入しながら多くの冗長な式を取り除く部分冗長除去の効果によって除去するが，プロファイルデータの偏った設定によって，分岐発散を増加させる挿入を生じることなく，冗長性を除去できる．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実施計画では，平成29年度に，COINS のLIR において， φ関数を任意の場所に挿入できるように拡張することになっていたが，LIRの主要部分のPTXの変換と最終的に実現する分岐発散低減の新しい手法を先に開発した．本手法は，φ関数の任意な位置への挿入を必要とする手法を補完する効果があり，順序は前後したが，おおむね順調に進展していると考える．

Strategy for Future Research Activity

COINSコンパイラ共通基盤に既に実現したLIRからPTXへの変化器を，LIRの主要部分以外についてもPTXに変換できるように拡張するとともに，φ関数を任意の場所へ挿入できるように拡張する．

Causes of Carryover

平成29年度は，成果を国際会議向けにまとめるのが間に合わず，旅費を中心に残金が生じたが，最終年度である平成30年度の成果発表に有効に利用する．