大規模科学技術計算に適したプロセッサの処理方式に関する研究

适合大规模科学技术计算的处理器处理方法研究

基本信息

批准号：
06780228
负责人：
中村宏
金额：
$ 0.64万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者が提案している処理方式″スライドウィンドウ方式に基づく擬似ベクトルフセッサ″の有効性を定量的に検討すべく,以下の手順で評価を行なった.まず,処理方式の詳細なモデル化を行なった.具体的には,実装するレジスタ数を128,プロセッサ内での命令実行並列度を2とした.大規模科学技術計算では,主記憶の能力がプロセッサの処理能力に大きな影響を与えるため,主記憶のモデルとして以下の2つを用意した.即ち,理想的な場合の典型として完全にパイプライン化されている主記憶,及び実現的な場合の典型として16ウェイのインターリ-プ方式バンクメモリで構成される主記憶である.次に,この詳細なモデルを命令パイプライン制御レベルで忠実シミュレーションするシミュレータを開発した.このシミュレータはC言語を用いて実装されており,約1万行からなる.本シミュレータの処理速度は,実際のハードウェアと比較すると約1/1000であり,シミュレータとしては比較的高速である.その後,このシミュレータを用いて,Livermore Fortran Kernelsをベンチマークとして評価をおこなった.評価結果より以下の点がわかった.1.提案する処理方式は,これまで提案されていたキャッシュへのプリフェッチ方式よりも数倍高速である.2.主記憶が理想的な場合と現実的な場合を比較した場合,性能は殆ど同じである.このことは,提案する処理方式が,現実的な設計の下でも,高い能力を達成可能であることを意味する.以上のことから,現実的な設計の下でも,提案する処理方式が大規模科学技術計算に適していることが明らかになった.提案する処理方式を実際にVLSI集積実装する際のコストの見積り,提案する処理方式を詳細にモデル化する際の他の選択肢とその場合の性能評価,の2点は今後の課題である.

为了定量检验申请人提出的“基于滑动窗口法的伪向量处理器”的处理方法的有效性，我们按照以下步骤进行评估。具体来说，我们对该处理方法进行了详细的建模。，要实现的寄存器数量为 128，处理器内部指令执行的并行度设置为2。在大规模科技计算中，主存容量对处理器的处理能力影响很大，因此我们准备了以下两种主存模型。 ,理想情况通常是完全流水线化的。在典型的实际情况中，主存储器由16路交错存储体组成。接下来，我们将开发一个模拟器，在指令流水线控制级别上忠实地模拟这个详细模型。该模拟器使用C语言实现，由大约10,000行组成。该模拟器的处理速度约为实际硬件的1/1000，对于模拟器而言相对较快。然后，利弗莫尔使用该模拟器。福特兰语言我们使用 Kernels 作为基准进行了评估。从评估结果中发现以下几点： 1. 所提出的处理方法比目前提出的缓存预取方法快数倍。 2. 主内存当比较理想情况和实际情况时。实际情况下，性能几乎相同，这表明即使在实际设计下，所提出的处理方法也是合适的。，这意味着可以实现高性能。从上面可以看出，即使在现实设计下，所提出的处理方法也适用于大规模科学和技术计算，未来的问题包括估计在 VLSI 中实际实现该方法的成本。集成，并确定对所提出的处理方法进行详细建模并评估其性能的其他选项。