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.

为了定量检查申请人提出的处理方法的有效性“基于幻灯片窗口方法”，使用以下步骤进行了评估。首先，执行了处理方法的详细模型。具体而言，要实施的寄存器数量为128，处理器中的并行程度为2。在大规模的科学和技术计算中，以下两个模型作为主要记忆模型制备，即作为理想情况的典型示例，它是完全管道的。主内存由16向交错的银行内存组成，作为实现案例的典型示例。接下来，我们开发了一个模拟器，该模拟器忠实地在指令管道控制级别上模拟了此详细模型。该模拟器使用C语言实现，并由大约10,000行组成。与实际硬件相比，该模拟器的处理速度约为1/1000，并且作为模拟器相对较快。之后，使用此模拟器，我们可以使用LiverMore创建一个Livermore系统。我们评估了Fortran内核作为基准。评估结果揭示了以下几点：1。提出的处理方法比迄今为止提出的缓存的预取方法快几倍。 2。在比较理想和现实的主要内存情况时，性能几乎相同。这意味着即使在现实的设计下，提议的处理方法也可以实现高功能。从以上，已经揭示了所提出的处理方法，即使在现实的设计下，也适用于大规模的科学和技术计算。这两个方面正在估计实践中实施建议的处理方法的成本，以及在详细建模所提出的处理方法时，其他选项是未来的问题。