動的命令カスケーディングによるGALS型マイクロプロセッサの高性能化(回路技術(一般, 超高速・低電力・高機能を目指した新アーキテクチャ))
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概要
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プロセッサのチップ全体に単一のクロックを分配する難しさとコストは世代と共に増加しており, 既存の同期式設計に変わるプロセッサの構成方式としてGlobally-Asynchronous Locally-Synchronous (GALS)型の構成が広く研究されている.本稿では, GALS型のプロセッサと相性のよいアーキテクチャ的な改良として, 動的命令カスケーディング手法(Adaptive Instruction Cascading : AIC)を提案する.AICは依存関係にある2つの命令を1サイクルで実行する手法である.クロック周波数を低下させることにより信号が伝搬する距離は伸び, サイクルあたりの論理段数は増加し、それゆえ2命令を同一サイクル内に実行することが可能になる.GALS型のプロセッサにおいては領域ごとに異なるクロック周波数で動作することが可能なため、ターゲットとなる領域のクロック周波数のみを下げることでAICを適用することが可能になるため, 効果的にGALS型のプロセッサに用いることができる.また, AICを用いても効果のないアプリケーションについてはAICをオフにして実行するための判定機構も提案する.評価結果より, AICが適用可能となるクロック周波数を80%とした場合において, SPEC CPU2000の整数ベンチマークとMediaBenchにおいて平均で9%の性能向上を得られることが分かった.
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2005-12-08
著者
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