オンチップメモリを用いたHPCプロセッサの検討

概要

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本稿では, CPUとメモリをシングルチップ上に融合させたプロセッサ・メモリ混載型LSIについて, 特にHPC分野をターゲットにしたアーキテクチャの検討を行なう.プロセッサ・メモリ混載型LSIでは, オンチップメモリに対するアクセスが低レーテンシかつ高バンド幅であるため, 性能向上が期待されるが, HPCではワーキングセットが大きく, オンチップメモリにそのすべてが収まりきらないことが多い。ここでは, 最初に, HPC用VLSIアーキテクチャとしてオンチップメモリ, オフチップメモリの両者を持つアーキテクチャを考え, その命令セットおよびハードウェア構成の概略を提案する。次に, オンチップ・オフチップ両メモリのスループット, 浮動小数点演算器数などをパラメータとして, いくつかのプログラムについての予備実験を行ない, アーキテクチャの諸元を設定する。さらに, Linpackベンチマークプログラムにおける性能予測では, オンチップメモリを用いたブロッキングを行なうことにより, プロセッサ・メモリ混載型LSIで高性能が得られることを確認した。
一般社団法人情報処理学会の論文
1999-03-04