頻出値を利用した物理レジスタの共有化手法(プロセッサアーキテクチャ)

概要

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近年のプロセッサではより多くの命令レベル並列性を利用するため,大きなレジスタ・ファイルを必要としている.しかし,大きなレジスタ・ファイルは,アクセス時間,面積,消費エネルギーの点で問題がある.本論文では,頻繁に生成される値について,物理レジスタを共有化することにより,要求される物理レジスタ数を削減する手法を提案する.本手法は,レジスタ・ファイル内に存在するすべての値を共有化するこれまでの手法とは異なり,単純なハードウェアで実現できる.SPECint95ベンチマークを用いて評価した結果,物理レジスタを共有しない従来手法では,使用可能な物理レジスタ数をプログラムを実行可能な最少数にした場合,十分に物理レジスタが存在する場合に比べIPCが70%低下する.これに対して,本手法では強い耐性を示し,0と1を共有する方式で25%,Oのみ共有する方式で28%まで抑制できることが分かった.また,十分にレジスタが存在する場合のIPCをほぼ達成するために必要な物理レジスタ数を,レジスタを共有しない従来手法に比べて,0と1を共有する方式で34%,Oのみを共有する方式で30%削減できることが分かった.その結果,レジスタ・ファイルのアクセス時間を27%,面積を31%,消費エネルギーを33%削減できることが分かった.
2004-10-15

頻出値を利用した物理レジスタの共有化手法(プロセッサアーキテクチャ)

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