Packed SIMD型命令を持つプロセッサを対象としたハードウェア／ソフトウェア協調合成システムのための並列化コンパイル手法

摘要

Packed SIMD型命令を持つプロセッサのハードウェア／ソフトウェア協調合成システムSPADE-simdでは，Packed SIMD型命令を持つプロセッサを対象とした並列化コンパイラが必要となる．この並列化コンパイラは，まず，SPADE-simd が対象とするプロセッサコアにおいて，付加可能な全てのハードゥェアを持つ仮想的なプロセッサを仮定する．仮想プロセッサ上で，入力アプリケーションの命令レベル並列性をPacked SIMD型命令を用いて最大限に抽出し，アセンブリコードを出力する．並列化コンパイラの出力により，合成するプロセッサの初期構成が得られる．本稿では，並列化コンパイラの中核をなすレジスタ内SIMD並列化アルゴリズム，命令併合アルゴリズムを提案する．レジスタ内SIMD並列化アルゴリズムは，入力アプリケーションの命令レベル並列性を抽出し，レジスタ内に低精度データを梱包·整列することでPacked SIMD型命令を利用する．命令併合アルゴリズムは，複数のPacked SIMD型命令を1命令に併合し，シフト·飽和演算を含むPacked SIMD型命令やPacked SIMD型乗加算命令を利用可能とする．提案手法により，アプリケーションの命令レベル並列性をpacked SIMD型命令を用いて抽出し，高速化したアセンブリコードを出力する．提案手法を用いて計算機上に並列化コンパイラを実装し，有効性を評価する．