プログラマビリティと電力効率を両立するSIMDベース・アクセラレータの研究

基于 SIMD 的加速器研究，实现可编程性和功效

• 批准号: 20H04153
• 负责人: 塩谷 亮太
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04153/
• 关键词: 計算機アーキテクチャ; GPU; マイクロアーキテクチャ

2021 年度は以下の２点に関わる研究を行った：1. 命令セットに関する要素技術の研究：これまで Dualflow アーキテクチャは汎用 CPU をターゲットとして研究が行われてきたため，それとは大きく性質が異なる SIMD ベースの GPU では命令セットの性質（主に命令間の参照距離の性質や，これに基づくバイナリ生成時の効率）が大きく異なる．このため，前年度に引き続き今年度も GPU 向けに Dualflow アーキテクチャを導入するための検討と評価を行った．今年度までの研究により，NVIDIA の GPU が持つ命令セットを拡張して Dualflow アーキテクチャによる距離表限を組み込んだ新たな命令セットの基本的な策定が終わり，ベンチマークプログラムをシミュレータ上で評価し検証を行った．2. マイクロアーキテクチャに関する要素技術の研究GPU への Dualflow アーキテクチャの導入にあたって，それを具体的に実現するためのマイクロアーキテクチャを研究した．これまでに GPU シミュレータへの Dualflow 命令の実装を継続して行ってきており，今年度はこのシミュレータを用いてより詳細な検討や評価を行った．これらの実装や評価の過程で，GPU が元から持つスケジューラを活用することで，従来想定していたよりもより少ない変更で GPU に提案手法を実装する方法を発案した．上記の命令セットやマイクロアーキテクチャに関する要素技術の研究の結果，一部ベンチマークでは大きな性能向上を確かめたものの，Dualflow アーキテクチャによる命令数増加により返って性能が低下してしまう場合があり，この点が次年度以降で解決すべき課題となった．

In 2021, the following 2 points were studied: 1. The study of command related element technology: Dualflow, CPU, SIMD, GPU, command related element technology: Dualflow, CPU, SIMD, GPU, command related element technology: CPU, CPU, GPU, GPU, This year's GPU is going to be Dualflow. This year's study, NVIDIA's GPU supports the command site to expand the Dualflow range, distance table limits, new command sites, and basic policy settings. 2. Research on GPU Dualflow Technology This is the first time that the GPU has been installed in the Dualflow command. In this process, the GPU has to make use of the information to determine whether or not the GPU has to propose a method for implementing the system. The above research results of command related element technology show that the number of commands increased due to the high performance of one part, and the number of commands increased due to the low performance of the other part.

项目成果

D-JOLT: Distant Jolt Prefetcher

D-JOLT：远程震动预取器

• 发表时间: 2020
• 作者: Tomoki Nakamura;Toru Koizumi;Yuya Degawa;Hidetsugu Irie;Shuichi Sakai;and Ryota Shioya
• 通讯作者: and Ryota Shioya

Accurate and Fast Performance Modeling of Processors with Decoupled Front-end

具有解耦前端的处理器的准确快速的性能建模

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuya Degawa;Toru Koizumi;Tomoki Nakamura;Ryota Shioya;Junichiro Kadomoto;Hidetsugu Irie;Shuichi Sakai
• 通讯作者: Shuichi Sakai

Compiling and Optimizing Real-world Programs for STRAIGHT ISA

为 STRAIGHT ISA 编译和优化实际程序

• 发表时间: 2021
• 作者: Toru Koizumi;Shu Sugita;Ryota Shioya;Junichiro Kadomoto;Hidetsugu Irie;Shuichi Sakai
• 通讯作者: Shuichi Sakai

STRAIGHTアーキテクチャにおけるスケーラブルなスケジューラの提案と評価

STRAIGHT架构中可扩展调度器的建议和评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 新 浩太朗;小泉 透;杉田 脩;光野 聡志;門本 淳一郎;塩谷 亮太;入江 英嗣;坂井 修一
• 通讯作者: 坂井 修一

STRAIGHTアーキテクチャにおけるC++コンパイラ開発 と性能評価

STRAIGHT架构上的C++编译器开发和性能评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 灘 洋太郎;小泉 透;杉田 脩;塩谷 亮太;門本 淳一郎;入江 英嗣;坂井 修一
• 通讯作者: 坂井 修一