非数値計算応用向けスレッド・レベル並列処理マルチプロセッサ・アーキテクチャSKY(<特集>マルチメディアネットワークシステム)

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近年のマイクロプロセッサは, スーパスカラ・アーキテクチャにより, より多くの命令レベル並列(ILP:Instruction-Level Parallelism)をプログラムより引き出し高性能化を図ってきた.しかし, この方法は, スーパスカラ・プロセッサが引き出すことのできる命令レベル並列の限界や, ハードウェアの複雑さの増加により, 限界が見え始めてきた.これを解決する1つの方法は, ILPに加えスレッド・レベル並列(TLP:Thread-Level Parallelism)を利用することである.本論文では, レジスタ値の同期/通信機能を備え, 複数のスレッドを並列に実行するSKYと呼ぶマルチプロセッサ・アーキテクチャを提案する.SKYは, 非数値計算応用で高い性能を達成することを目的としている.このためには, 細粒度のTLPを低オーバヘッドで利用することが要求され, SKYでは, 命令ウインドウ・ベースの同期/通信機構と呼ぶ機構を新たに導入した.この機構は, 従来のレジスタ・ベースの同期/通信機構と異なり, 受信待ちの命令に後続する命令の実行を可能にするノンブロッキング同期を実現している.これにより, TLPとILPを同時に最大限利用することを可能とする.SPECint95を用いた評価により, 8命令発行の2つのスーパスカラ・プロセッサにより構成したSKYは, 16命令発行のスーパスカラ・プロセッサに対して, 最大46.1%, 平均21.8%の高い性能を達成できることを確認した.
一般社団法人情報処理学会の論文
2001-02-15

非数値計算応用向けスレッド・レベル並列処理マルチプロセッサ・アーキテクチャSKY(<特集>マルチメディアネットワークシステム)

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