电子学报

• 学术论文 • 上一篇    下一篇

流体系结构指令存储器优化设计研究

管茂林1, 何义2, 杨乾明1, 张春元1, 伍楠1   

  1. 1. 国防科学技术大学计算机学院, 湖南长沙 410073;
    2. 北京油料研究所, 北京 102300
  • 收稿日期:2011-09-02 修回日期:2011-11-30 出版日期:2012-07-25 发布日期:2012-07-25
  • 作者简介:管茂林 男,1983年6月生,江苏射阳人.2007年于国防科学技术大学获工学硕士学位,现为国防科学技术大学计算机学院博士研究生.主要研究方向:高性能计算机体系结构与编译技术. E-mail:gfkdgmlgml@163.com 何 义 男,1982年6月生,湖北仙桃人.2010年于国防科学技术大学获工学博士学位,现为北京油料研究所工程师.主要研究方向:高性能计算机体系结构、系统模拟与仿真等. E-mail:grant.hey@gmail.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目(No.61033008);国家自然科学基金(No.60903041,No.61103080);教育部博士点基金(No.20104307110002);国防科学技术大学杰出青年基金(No.CJ11-06-01)

Optimized Design Research of Instruction Memory for Stream Architecture

GUAN Mao-lin1, HE Yi2, YANG Qian-ming1, ZHANG Chun-yuan1, WU Nan1   

  1. 1. College of Computer, National University of Defense Technology, Changsha, Hunan 410073, China;
    2. POL Research Institute of Beijing, Beijing 102300, China
  • Received:2011-09-02 Revised:2011-11-30 Online:2012-07-25 Published:2012-07-25

摘要: 针对流体系结构中VLIW代码体积对指令存储器的容量和功耗带来的问题,本文通过分析流处理器的指令特征,提出了一种新的VLIW分域压缩技术.在此基础上,本文为流体系结构设计了分布式的片上指令存储器,并提出了SIMD流水的执行模式.实验结果证明,该技术减少了38%的片外指令访存,降低约65%的片上指令存储器空间需求;分布式指令存储器减少了约37%的片上指令存储器面积,使得MASA的系统面积降低了8.92%,并降低了61%的指令存储器功耗.

关键词: 流体系结构, 分布式指令存储器, VLIW压缩

Abstract: The huge VLIW code size has brought serious problems to the capacity and energy consumption of instruction memory in stream architecture.Through analyzing the characteristics of instruction,this paper proposes a novel domain-divided VLIW compression scheme,designs a distributed on-chip instruction memory for stream architecture and proposes a new SIMD pipeline execution model.The experiment results show that about 38% of the off-chip instruction accessing and 65% of the on-chip instruction memory space demand can be reduced by the compression;the distributed instruction memory depresses about 37% of the area of on-chip instruction memory,and about 8.92% of the area of MASA stream processor.At the same time,the energy consumption of the instruction memory is reduced by 61%.

Key words: stream architecture, distributed instruction memory, very long instruction word compression

中图分类号: