成果報告書詳細
管理番号20110000001797
タイトル*平成22年度中間年報 極低電力回路・システム技術開発(グリーンITプロジェクト) 極低電力回路・システム技術開発(グリーンITプロジェクト) 研究開発項目7 低消費電力メニーコア用アーキテクチャとコンパイラ技術
公開日2012/3/13
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人九州大学 学校法人立命館 国立大学法人電気通信大学 株式会社フィックスターズ 株式会社トプスシステムズ
プロジェクト番号P09003
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等
本事業では、「仮想アクセラレータ実行プラットフォームとしてのヘテロジニアス・メニーコアとプログラム開発環境」を開発する。「仮想アクセラレータ(VAM: Virtual Accelerator on Many-core)」の概念を導入し、大多数の小規模コアで構成されるメニーコアを仮想アクセラレータ実現のためのハードウェア・プラットフォームとして活用する。コンパイラは、アプリケーション特性に応じて自らが仮想アクセラレータの構成(アーキテクチャ)を決定し、それに基づき実行コードを生成する。このように、コンパイラに対してハードウェア・アーキテクチャの決定権を与えることで、自動並列化戦略の選択肢を拡大することができる。また、小規模コアに対して複数の仮想アクセラレータを同時にマッピング可能とすることで「コア数にスケール可能な性能向上」を実現する。一方、低消費電力化に関しては、0.5V といった極低電圧でのプログラム実行を可能にする新しいメニーコア活用技術を開発し、きめ細かな電源電圧/動作周波数制御や、複数仮想アクセラレータの同時実行に基づくリーク消費電力の削減など、今までにないメニーコアならではの低消費電力化技術を確立する。これにより「コア数にスケール可能な低消費電力化」を可能にする。そして、プログラムの開発から実行までのシームレスな最適化を実現するために、各種API を策定してそれに基づくソフトウェア開発環境を構築する。平成22 年度においては、以下の研究開発を実施した。
英文要約Title: Ultra Low Power Circuits and System Technology Development (Green IT Project), Research Number 7, Architecture and Compiler for Low Power Many-Core Microprocessors
The goal of this project is to develop a many-core architecture and compiler techniques for ultra low-energy computer systems. Integrating a number of processor cores in a single chip, so called "many-core microprocessors", is one of the promising approaches to achieve high-performance, low-power consumption. By means of exploiting thread-level / data-level parallelisms, we can expect scalable performance. Also, well balanced designs such as very simple cores make it possible to achieve low power consumption at the same time. In the 1st year, we pressed ahead with the plan as follows. [Developing Energy Efficient Many-Core Architecture] We have considered the bases of micro-architecture such as computing cores, memory organization (on-chip caches and scratch-pad memories), configurability to be supported, on-chip network, and so on. The range of our discussion focuses not only on hardware organization but also programming models and compilation techniques for many-core microprocessors. Another approach in this project is to design a domain specific many-core. Our target is next-generation video mining, so we have deeply analyzed the characteristics of video-mining applications. The analysis results will be exploited in the next stage of architecture designs. [Developing Energy Aware Compiler for Many-Core Microprocessors] We have made test program codes which focus on 4 major target domains, life-science, network-application, finance, and visual computing. In our strategy, the compiler explores the architectural space of target many-core and attempts to find the best organization. In order to make it possible, we have developed an architecture synthesis technique. Also, by assuming multi-task environment, we have developed a task mapping technique for many-core microprocessors. [Developing Techniques for Ultra Low-Voltage Many-Core Execution] Lowing supply voltage is one of the most promising ways to achieve low power consumption. In this year, we have investigated advanced process technologies for low-voltage operations. Also, a technique for reducing leakage power has been considered. [Developing Fast, Accurate Many-Core Simulator] Boosting the speed of many-core simulation is a challenging, important research topic. To tackle this issue, we have processed ahead the modeling of many-core performance and power consumption. Also, we have considered fast, accurate many-core simulation framework.
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