異種命令セットアーキテクチャをもつ高電力効率SMTプロセッサの開発

吉村　和浩  中田　尚  中島　康彦  北村　俊明 
（システム開発論文）

誌名
電子情報通信学会論文誌 D  Vol.J95-D  No.6  pp.1334-1346
発行日: 2012/06/01
Online ISSN: 1881-0225
Print ISSN: 1880-4535
論文種別: 論文
専門分野: 計算機システム
キーワード: 
VLIW・スーパスカラ混在方式,  マルチスレッド実行,  LSI試作,  プロセッサ開発環境, 

本文: PDF(1022.7KB)

あらまし: 
近年，異なる種類のコアが複数個搭載されたヘテロジニアスマルチコアプロセッサが登場してきているが，回路規模増大に伴う消費電力の増大が問題となっている．そこで，我々はハードウェア資源の共有により回路規模を削減し，マルチスレッド実行する異種命令混在実行プロセッサOROCHIを開発した．OROCHIではVLIW型命令キューを用いてVLIW方式の余剰演算能力を利用し，他スレッドをスーパスカラ実行する．また，LSI試作に要求される人員及び開発期間の問題を解決するために，ソフトウェアシミュレータによる論理検証からLSI試作後の評価まで段階的に行う開発環境を用いた．本論文では，OSスケジューラによるソフトウェア制御とVLIW型命令キューによるハードウェア制御の二つのスレッド制御について予備評価を行った後，LSI試作結果より電力効率による総合評価を行った．その結果，段階的開発環境を用いて8人/年・研究期間3年の開発でLSI動作に成功し，OROCHIはマルチコアプロセッサと比較して，79%の回路規模で汎用プログラムとマルチメディアプログラムの同時実行において1.31倍の電力効率を実現した．