JP2014216021A - バッチスレッド処理のためのプロセッサ、コード生成装置及びバッチスレッド処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッチスレッド処理基盤のプロセッサに関するものであって、プロセッサは、中央レジスタファイルと、2つ以上の機能ユニットと、中央レジスタファイルにアクセスするための1つ以上のポートを含む1つ以上の機能ユニットバッチと、を含み、機能ユニットバッチは、1つ以上のインストラクションを含むインストラクションバッチを行うが、インストラクションバッチ内の1つ以上のインストラクションを順次に行うことができる。
【選択図】 図1
Description
中央レジスタファイルと、
複数の第1機能ユニットと、前記第1機能ユニットが前記中央レジスタファイルにアクセスするための第1入力ポートと、第1出力ポートとを含む第1機能ユニットバッチと、
複数の第2機能ユニットと、前記第2機能ユニットが前記中央レジスタファイルにアクセスするための第2入力ポートと、第2出力ポートとを含む第2機能ユニットバッチと、を含み、
前記第1機能ユニットバッチは、プログラムをなす1つ以上の第1インストラクションを含む第1インストラクションバッチを受信して、前記1つ以上の第1インストラクションを順次に行い、前記第2機能ユニットバッチは、前記プログラムをなす1つ以上の第2インストラクションを含む第2インストラクションバッチを受信して、前記1つ以上の第2インストラクションを順次に行う、プロセッサである。
本発明の一態様によれば、プロセッサは、中央レジスタファイルと、複数の第1機能ユニットと、第1機能ユニットが、中央レジスタファイルにアクセスするための第1入力ポート及び第1出力ポートを含む第1機能ユニットバッチと、複数の第2機能ユニットと、第2機能ユニットが、中央レジスタファイルにアクセスするための第2入力ポート及び第2出力ポートを含む第2機能ユニットバッチと、を含み、第1機能ユニットバッチは、プログラムに対する1つ以上の第1インストラクションを含む第1インストラクションバッチを受信して、1つ以上の第1インストラクションを順次に行い、第2機能ユニットバッチは、そのプログラムに対する1つ以上の第2インストラクションを含む第2インストラクションバッチを受信して、1つ以上の第2インストラクションを順次に行うことができる。第1機能ユニットバッチは、複数の第1機能ユニットの入出力データを保存する1つ以上の第1ローカルレジスタファイルをさらに含み、第2機能ユニットバッチは、複数の第2機能ユニットの入出力データを保存する1つ以上の第1ローカルレジスタファイルをさらに含みうる。
以下、バッチスレッド処理基盤のプロセッサ、そのプロセッサを利用したバッチスレッド処理方法、及びバッチスレッド処理のためのコード生成装置の実施形態を、図面を参考にして詳しく説明する。
110 中央レジスタファイル
120a〜120d 機能ユニットバッチ
130 入力ポート
140 出力ポート
Claims (26)
- 中央レジスタファイルと、
複数の第1機能ユニットと、前記第1機能ユニットが前記中央レジスタファイルにアクセスするための第1入力ポートと、第1出力ポートとを含む第1機能ユニットバッチと、
複数の第2機能ユニットと、前記第2機能ユニットが前記中央レジスタファイルにアクセスするための第2入力ポートと、第2出力ポートとを含む第2機能ユニットバッチと、を含み、
前記第1機能ユニットバッチは、プログラムをなす1つ以上の第1インストラクションを含む第1インストラクションバッチを受信して、前記1つ以上の第1インストラクションを順次に行い、前記第2機能ユニットバッチは、前記プログラムをなす1つ以上の第2インストラクションを含む第2インストラクションバッチを受信して、前記1つ以上の第2インストラクションを順次に行う、プロセッサ。 - 前記第1機能ユニットバッチは、前記複数の第1機能ユニットの入出力データを保存する1つ以上の第1ローカルレジスタファイルを含み、
前記第2機能ユニットバッチは、前記複数の第2機能ユニットの入出力データを保存する1つ以上の第2ローカルレジスタファイルを含む、請求項1に記載のプロセッサ。 - 前記第1機能ユニットバッチは、前記複数の第1機能ユニットと、前記複数の第1機能ユニット間のコネクションと、前記1つ以上の第1ローカルレジスタファイルとを用いることにより、粗粒度再設定可能アレイ(CGRA)として動作し、
前記第2機能ユニットバッチは、前記複数の第2機能ユニットと、前記複数の第2機能ユニット間のコネクションと、前記1つ以上の第2ローカルレジスタファイルとを用いることにより、祖粒度再設定可能アレイ(CGRA)として動作する、請求項2に記載のプロセッサ。 - 前記第1機能ユニットバッチの構造は、前記第2機能ユニットバッチの構造と同一である、請求項1ないし3のうち何れか1項に記載のプロセッサ。
- 前記複数の第1機能ユニットは、前記1つ以上の第1インストラクションを処理し、
前記複数の第2機能ユニットは、前記1つ以上の第2インストラクションを処理する、請求項1ないし4のうち何れか1項に記載のプロセッサ。 - 前記第1機能ユニットバッチは、特定サイクルの間にスキュードインストラクションバッチ情報を用いて、少なくとも1つ以上の第2インストラクションのうちの少なくとも何れか1つを実行し、
前記第2機能ユニットバッチは、特定サイクルの間にスキュードインストラクションバッチ情報を用いて、少なくとも1つ以上の第1インストラクションのうちの少なくとも何れか1つを実行する、請求項1ないし5のうち何れか1項に記載のプロセッサ。 - 前記第1インストラクションバッチは、複数の第1インストラクションバッチを含み、前記第2インストラクションバッチは、複数の第2インストラクションバッチを含み、
前記第1機能ユニットバッチは、前記複数の第1インストラクションバッチを受信すると、前記複数の第1インストラクションバッチのそれぞれを、1つ以上のスレッドを含むスレッドグループ単位で順次に行い、
前記第2機能ユニットバッチは、前記複数の第2インストラクションバッチを受信すると、前記複数の第2インストラクションバッチのそれぞれを、スレッドグループ単位で順次に行う、請求項1ないし6のうち何れか1項に記載のプロセッサ。 - 前記第1機能ユニットバッチ及び第2機能ユニットバッチは、あるインストラクションバッチに対するスレッドグループの遂行途中で、特定スレッドでブロックが発生し、前記ブロックが、前記インストラクションバッチに依存する他のインストラクションバッチに対する前記スレッドグループの遂行時までも続く場合、前記他のインストラクションバッチに対して前記ブロックが発生したスレッドを前記スレッドグループの最後に行う、請求項7に記載のプロセッサ。
- 前記第1機能ユニットバッチ及び第2機能ユニットバッチは、あるインストラクションバッチに対するスレッドグループを行う途中で、条件分岐が発生する場合、前記スレッドグループを2つ以上のサブスレッドグループに分割し、各分岐に対して分割された2つ以上のサブスレッドグループを行う、請求項7に記載のプロセッサ。
- 前記第1機能ユニットバッチ及び第2機能ユニットバッチは、前記条件分岐に対する各分岐が終了して併合する場合、前記分割された2つ以上のサブスレッドグループを前記スレッドグループに併合し、該スレッドグループを実行する、請求項9に記載のプロセッサ。
- 中央レジスタファイルと、
複数の第1機能ユニットと、前記第1機能ユニットが前記中央レジスタファイルにアクセスするための第1入力ポートと、第1出力ポートとを含む第1機能ユニットバッチと、
複数の第2機能ユニットと、前記第2機能ユニットが前記中央レジスタファイルにアクセスするための第2入力ポートと、第2出力ポートとを含む第2機能ユニットバッチと、
前記複数の第1機能ユニット及び複数の第2機能ユニットのそれぞれに割り当てられるスキュードレジスタと、を含み、
前記スキュードレジスタのうちの何れか1つを通じてバッチインストラクションメモリに保存されたインストラクションを用いて何れか一サイクルに行われるスキュードインストラクションを生成し、該生成されたスキュードインストラクションを、前記スキュードレジスタの何れか1つに割り当てられた各機能ユニットに伝達する、プロセッサ。 - 前記バッチインストラクションメモリは、該バッチインストラクションメモリに対応する機能ユニットに伝達するインストラクションを保存するように、複数の第1機能ユニットと複数の第2機能ユニットとのそれぞれに対応する2つのユニットに提供される、請求項11に記載のプロセッサ。
- 前記バッチインストラクションメモリのカーネルから引き出された少なくとも一部のインストラクションを保存する1つ以上のカーネルキューをさらに含み、
前記スキュードレジスタを通じて前記各カーネルキューに保存されたインストラクションを用いて何れか一サイクルに行われるスキュードインストラクションを生成して、前記割り当てられた各機能ユニットに伝達する請求項11に記載のプロセッサ。 - 複数の第1機能ユニットを含む第1機能ユニットバッチと複数の第2機能ユニットを第2機能ユニットバッチとを含むプロセッサで処理される所定プログラムを分析するプログラム分析部と、
前記分析結果に基づいて、前記第1機能ユニットバッチ及び第2機能ユニットバッチでそれぞれ行われる1つ以上のインストラクションを含む第1インストラクションバッチと第2インストラクションバッチとを生成するインストラクションバッチ生成部と、
を含むコード生成装置。 - 前記インストラクションバッチ生成部は、前記プログラムに条件分岐文が前記分析結果として存在する場合、該条件分岐文の各分岐を処理するインストラクションが、異なるインストラクションバッチに含まれることを許容する、請求項14に記載のコード生成装置。
- 前記インストラクションバッチ生成部は、各インストラクションバッチの総レイテンシーが類似するように、前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを生成する、請求項14に記載のコード生成装置。
- 前記インストラクションバッチ生成部は、第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチが行われる第1機能ユニットバッチまたは第2機能ユニットバッチの読み取りポート及び書き込みポートの数に基づいて、前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを生成する、請求項14ないし16のうち何れか1項に記載のコード生成装置。
- 前記インストラクションバッチ生成部は、第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを行う第1機能ユニットバッチまたは第2機能ユニットバッチの読み取りポート及び書き込みポートの数を超過することによる、中央レジスタファイルに対する前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチの読み取り要請及び書き込み要請の数が最小になるように、前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを生成する請求項17に記載のコード生成装置。
- 前記インストラクションバッチ生成部は、第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを行う第1機能ユニットバッチまたは第2機能ユニットバッチに含まれた機能ユニットの数を超過することによる、インストラクションバッチのそれぞれに含まれたインストラクションの数が最小になるように、前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを生成する請求項14ないし18のうち何れか1項に記載のコード生成装置。
- 前記インストラクションバッチ生成部は、あるインストラクションバッチでソースとして使用されることによる前記あるインストラクションバッチでの遅延の発生を最小化するように、前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを生成する請求項14ないし19のうち何れか1項に記載のコード生成装置。
- プロセッサがバッチスレッドを処理する方法において、
コード生成装置から生成された第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを、複数の第1機能ユニットを含む第1機能ユニットバッチと、複数の第2機能ユニットを含む第2機能ユニットバッチとに入力する段階と、
前記第1機能ユニットバッチ及び第2機能ユニットバッチが、それぞれ第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを順次に行う段階と、
を含むバッチスレッド処理方法。 - 前記インストラクションバッチを入力する段階において、
第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチをスレッドグループ単位で入力する、請求項21に記載のバッチスレッド処理方法。 - 前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを行う段階において、
前記スレッドグループに含まれた各スレッドをインターリーブド方式で切り替えながら、各インストラクションバッチに対するスレッドグループが実行される、請求項22に記載のバッチスレッド処理方法。 - 前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを行う段階において、
あるインストラクションバッチに対するあるスレッドグループの遂行途中で、特定スレッドでブロックが発生し、前記ブロックが、前記インストラクションバッチに依存する他のインストラクションバッチに対する前記スレッドグループの遂行時までも続く場合、前記他のインストラクションバッチに対して前記ブロックが発生したスレッドを前記スレッドグループの最後に行う、請求項22に記載のバッチスレッド処理方法。 - 前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを行う段階において、あるインストラクションバッチに対するスレッドグループを行う途中で、条件分岐が発生する場合、前記スレッドグループを2つ以上のサブスレッドグループに分割し、各分岐に対して前記分割された2つ以上のサブスレッドグループを行う、請求項22に記載のバッチスレッド処理方法。
- 前記第1インストラクションバッチ及び第2インストラクションバッチを行う段階において、前記条件分岐に対する各分岐が終了して併合される場合、前記分割された2つ以上のサブスレッドグループを前記スレッドグループに併合し、該スレッドグループを実行する、請求項25に記載のバッチスレッド処理方法。
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