パスベース投機的マルチスレッド実行のためのコード最適化

摘要

我々はプログラムのループをイテレーション単位で並列化し，ループ中の実行経路（パス）の実行割合の高い上位2本のパスを対象に投機的マルチスレッド実行する2パス限定投機システムPALS（Path Limited Speculation）を開発している．PALSの実行においてスレッドサイズが小さい場合，スレッド制御のオーバーヘッドが相対的に大きくなり性能低下が起こる．この問題に対して，PALSで使用する投機スレッドコードを複数のイテレーションの実行を1イテレーションで実行するようにコードを書き換える．これによりスレッドサイズを増大させることで，オーバーヘッドを相対的に小さくすることができる．しかし，このループ展開によりスレッド間依存変数の依存距離が長くなり，スレッド間のレジスタ転送の待ち時間が長くなる．本稿では，ループ展開を適用したスレッドコードに対し，スレッド間でのレジスタ転送の待ち時間を短くするスケジューリング方法を開発し，その効果について初期評価を行う．レジスタ転送の待ち時間を短くするため，値定義命令の前方移動，値使用命令の後方移動をリストスケジューリングにより行う．シミュレーションによる性能評価の結果，逐次実行に比べて最大3.28倍の性能向上を達成することを確認した．