3次元積層技術を応用した粗粒度再構成可能デバイスの研究

利用3D堆叠技术的粗粒度可重构器件研究

• 批准号: 19J21493
• 负责人: 小島 拓也
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo (2021)Keio University (2019-2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21493/
• 关键词: CGRA; 粗粒度再構成可能アーキテクチャ; 3次元積層LSI; プログラミングモデル; 再構成可能デバイス; TCI; チップ間無線通信; 機械学習; 多目的最適化; システムシミュレータ

本研究は粗粒度再構成可能デバイス(CGRA: Coarse-Grained Reconfigurable Architecture)とチップ間通信技術TCIを組み合わせることで、多種多様な用途に対応可能となるシステムの実現を目指した。本年度は、昨年度に着手し始めたグラフ構造向けの機械学習モデルDGCNN(Deep GraphConvolutional Neural Network)を用いたCGRAアプリケーショングラフの効率的なアプリケーション割り当て手法の研究を引き続き行なった。高い有効性が確認され、この成果は学術論文誌に掲載された。さらに、積層された複数のCGRAコアを活用するには、新たなプログラミングモデルが必須となる。本研究ではこれを成し遂げるために、CGRA向けOpenMPコンパイラの開発を行なった。CGRAはIoTデバイスやHPCなど幅広い分野で応用が期待されており、各々の用途で異なるアーキテクチャ上の特徴をもつ。故に、コンパイラフロントエンドに期待される最適化などの振る舞いもそれぞれ異なる。本研究で開発を始めたコンパイラはアーキテクチャに非依存な部分とアーキテクチャに特有の処理を分けて実装が可能で、さまざまなアーキテクチャへの対応が容易である。これは現時点で予備評価段階ではあるものの、すでに国際ワークショップでの発表が決まっている。このコンパイラは今後のCGRAに関する研究おいて重要な技術であり、今後はこれを活用し研究を発展させていくことが肝要である。

This study は coarse-grained reconstitution may デ バ イ ス (CGRA: Coarse - Grained Reconfigurable Architecture) と チ ッ プ communication technology between TCI group を み close わ せ る こ と で, many many others な USES に 応 seaborne may と な る シ ス テ ム の be presently を refers し た. This year に and last year に, we started to construct めたグラフ from け <s:1> machine learning モデ モデ DGCNN(Deep GraphConvolutional Neural) Network) を い た CGRA ア プ リ ケ ー シ ョ ン グ ラ フ の sharper rate な ア プ リ ケ ー シ ョ ン cut り when て gimmick の research を lead き 続 き line な っ た. The validity of high が is confirmed as され, and the <s:1> results are published in academic papers に and された. Youdaoplaceholder0, layering された complex number <s:1> CGRAコアを make good use of するに となる, new たなプログラ された グモデ グモデ が が must となる. This study で は こ れ を into し hence げ る た め に, CGRA け OpenMP コ ン パ イ ラ の open 発 を line な っ た. CGRA は IoT デ バ イ ス や HPC な ど picture hiroo い eset で 応 with が expect さ れ て お り, various 々 の USES で different な る ア ー キ テ ク チ ャ の especially on 徴 を も つ. So the に, コ ン パ イ ラ フ ロ ン ト エ ン ド に expect さ れ る optimization な ど の vibration る dance い も そ れ ぞ れ different な る. Beginning this study で open 発 を め た コ ン パ イ ラ は ア ー キ テ ク チ ャ not part dependent な に と ア ー キ テ ク チ ャ に の unique 処 Richard を points け て may be loaded が で, さ ま ざ ま な ア ー キ テ ク チ ャ へ の 応 seaborne が easy で あ る. こ れ は now point で reserve evaluation 価 Duan Jie で は あ る も の の, す で に international ワ ー ク シ ョ ッ プ で の 発 table が definitely ま っ て い る. こ の コ ン パ イ ラ は future の CGRA に masato す る research お い て important な technology で あ り, future は こ れ を use し research を 発 exhibition さ せ て い く こ と が liver to で あ る.

项目成果

Refinements in Data Manipulation Method for Coarse Grained Reconfigration Architectures

粗粒度重新配置架构的数据操作方法的改进

• 发表时间: 2019
• 作者: Takuya Kojima; Hideharu Amano
• 通讯作者: Hideharu Amano

GenMap: A Genetic Algorithmic Approach for Optimizing Spatial Mapping of Coarse-Grained Reconfigurable Architectures

• DOI: 10.1109/tvlsi.2020.3009225
• 发表时间: 2020-11-01
• 期刊: IEEE TRANSACTIONS ON VERY LARGE SCALE INTEGRATION (VLSI) SYSTEMS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Kojima, Takuya;Nguyen Anh Vu Doan;Amano, Hideharu
• 通讯作者: Amano, Hideharu

CGRAのためのアプリケーションマッピングフレームワークGenMapの実装と実機評価

应用映射框架GenMap for CGRA的实现和实际设备评估

• 发表时间: 2019
• 作者: 小島拓也;天野英晴
• 通讯作者: 天野英晴

Demonstration of Low Power Stream Processing Using a Variable Pipelined CGRA

使用可变流水线 CGRA 的低功耗流处理演示

• 发表时间: 2019
• 作者: Takuya Kojima;Naoki Ando;Yusuke Matsushita;Hideharu Amano
• 通讯作者: Hideharu Amano

HPC向けRIKEN CGRAのためのコンパイル環境整備と予備評価

RIKEN CGRA for HPC编译环境准备及初步评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Boma Adhi;Carlos Cortes;Yiyu Tan;Takuya Kojima;Artur Podobas;Kentaro Sano;上田壮志，宮崎峻弘，坂本航太郎，日野英逸，柳沢正史;小島拓也,・Carlos Cesar Cortes Torres,・Boma Adhi,・Yiyu Tan・佐野健太郎
• 通讯作者: 小島拓也,・Carlos Cesar Cortes Torres,・Boma Adhi,・Yiyu Tan・佐野健太郎