動的再構成プロセッサ(DRP)技術の現状と今後の展望

摘要

DRP features two dimensional array of tiny processors and memories, onto which applications are compiled and mapped as a hardware structure that reflects original nature of data and control flow of the application. We have ceaselessly conducted its R&D and business development from late 1990， resulted in wide product deployment especially in image processing equipments recently. On the way, we needed number of breakthroughs and dense R&D efforts not only in architecture and circuit design for achieving orders of magnitude better performance/power over conventional CPU, but also product-quality IP core technologies (testing, cost-reduction, etc.), integrated design tool (compiler) which features high-level synthesis tool as its core technology, middleware like drivers/API, product-level application development, and proving all of them. This talk will trace historical developments of such R&D efforts, analyze what have been most crucial on its way, and will also reveal its current standpoint. In view of the severe troubles that today's VLSI's face, namely 1)engineering issues due to continuously increasing power dissipation, e.g., power wall and utilization wall,2) economical issues where low-volume chips cannot amortize ever rising chip cost anymore, it will also be argued that reconfigurable architectures like our DRP is going to have more and more practical importance. Finally, remaining issues to be solved for truly wider acceptance of the type of technology will be discussed.%DRPは、(1)小規模なプロセッサとメモリを2次元アレイ状に配置して自在にデータの処理•受け渡い格納を可能にしたアーキテクチャと、(2)アプリケーションをそのデータフローと制御フローに最適な構造のハードウェアに"コンパイル"した上で上記2次元アレイ上にマッピングしハードウヱァ動作させる実行モデルの二つを特徴とする技術である。ソフトウエア的特性(開発容易性、可変性)とハードウェア的特性(高性能•低電力)との両立を目指した所謂「柔らかいハードウェア」の実現技術として、1990年代後期から連綿と研究開発•事業開発を続けてきた結果、近年では画像処理機器を中心に製品レベルで広く活躍するに至っている。その過程では、基本コンセブトをLSI上に実現し、従来のCPU処理に比べて桁違いの性能電力比を実現するためのアーキテクチャ技術•回路技術のみならず、IPコアとしての製品化技術(量産テスト技術、低コスト化技術を含む)、高位合成技術を核とする統合開発ツール(コンパイラ)技術、ドライバ/API等のミドルウェア技術、アプリケーション開拓や総合的な性能実証などの面で、いくつものブレークスルーと分厚い技術開発が必要であった。本講演では、DRP技術の発展を辿りながらその技術開発のポイントを分析すると共に、現時点の到達段階を明らかにしたい。また、現在の大規模LSIが直面している、1)消費電力増大に起因するPower WallやUtilization Wall等の技術的問題、2)少量出荷品種ではもはやチップコストをァモタイズできないという経済的問題の両面から、DRPを一例とするリコンフィギユラブル型アーキテクチャ分野の重要性が今後增していくことを主張すると共に、同分野が更に広く受け入れられていくために残された技術課題にっいて議論する。