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

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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．