線形演算器アレー型アクセラレータを備えた高電力効率プロセッサの開発

摘要

我々は，一般的な機械語命令を演算器アレーに写像して高い効率で実行する線形演算器アレー型アクセラレータLAPP（Linear Array Pipeline Processor）を開発した.LAPPは多数の演算器をアレー状に配置し，プログラムの最内ループから演算器アレーのデータパスを構成し，必要最小限のユニットだけで実行することによって，高性能と低消費電力を両立している.更に，演算器構成を線形に拡張することができ，性能向上の良い見通しを得ることができるという特徴を有する.本論文では，実現性の観点からLSI（0.18 μm CMOS process）の回路規模及び動作周波数を検証した後，LSIの試作結果より電力効率を評価した.ここで，LSI試作に要求される人員及び開発期間の開港を解決するために，ソフトウェアシミュレータによる論理検証からLSI試作後の評価まで段階的に行う開発環境を用いた.その結果，6人/年・研究期間4年の開発でLSIの動作に成功し，LAPPは従来VLIWプロセッサと比較して，11.4倍の電力効率を実現した.