フロントエンド実行方式におけるエネルギー効率向上のためのインオーダ実行モード切り替えアルゴリズムの初期検討

摘要

近年では高性能化への要求から，スマートフォンやタブレットなどのモバイル機器においてもアウト·オブ·オーダ·スーパスカラ·プロセッサが広く採用されている．しかし，アウト·オブ·オーダ·スーパスカラ·プロセッサの消費エネルギーは大きく，この点が問題となっている．これに対し，我々はこれまでにインオーダとアウト·オブ·オーダの2つの実行系が協調して動作することで高いエネルギー効率を実現するフロントエンド実行方式のアーキテクチャを研究してきた．本方式では，フロントエンドにあるインオーダ実行系で多くの命令を実行することにより，アウト·オブ·オーダ実行系の消費エネルギーを削減しつつ，さらに性能を向上できる．本研究では，このフロントエンド実行方式において，アウト·オブ·オーダ実行系を停止させ完全にインオーダで実行を行う低消費電力モードを追加する．インオーダで実行を行っても性能が低下しないフェーズにおいて低消費電力喜一ドを使用する切り替えを行うことで，エネルギー効率の改善を図る．本論文では，このための切り替えアルゴリズムの初期検討を行う．従来から提案されてきた切り替えアルゴリズムを適用し評価を行った結果，従来のフロントエンド実行方式と比べて95%の性能を維持しつつ，平均10.0%の消費エネルギー削減を達成した．また理想的な切り替え実行との比較を行い，切り替えアルゴリズムの改善で更なるエネルギー削減が見込めることを確認した．