マルチバンク構造による小面積多ポートレジスタファイル

概要

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従来方式の多ポートメモリでは,一般にポート数の2乗に比例して面積が増大し,高速化と高集積化の両立が困難である。高並列プロセッサのレジスタファイルでは,一般に多くのポート数を必要とする問題を解決するために,階層構造型多ポートメモリアーキテクチャ(Hierarchical Multiport-memory Architecture:HMA)の応用を提案する.HMAでは,小面積な1ポートメモリセルをブロック化し,バンク構造にすることで,小面積かつ高速処理を実現することが可能である.本稿では,4命令発行プロセッサに対して,従来方式の多ポートメモリセル方式による多ポートレジスタファイルと,提案するHMAを用いた多ポートレジスタファイルを0.35μm CMOS技術により設計し,比較することによりその有効性を示す.また,リネーミングやフォワーディング手法を用いる事で,HMAレジスタファイルに必要なバンク数を4にまで削減した.設計結果における比較より,12ポート,128レジスタのHMAレジスタファイルの面積削減と性能向上を示す.従来方式と比べてアクセス時間はほぼ同等であるが,サイクル時間は24%の高速化,面積は72%の削減を実現した.
社団法人電子情報通信学会の論文
2002-11-21