機能材料のマルチスケール最適設計
材料に優れた特性を発現させる鍵は，微視構造にある．次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし，顕微鏡で観察される微視（ミクロ）スケールと機械構造物を捉えた巨視（マクロ）スケールを連成したマルチスケール構造最適設計を駆使して，数値解析主導の材料設計開発を提供する．
プロセッサの命令実行の効率性を妨げる要因の1つとして，ロード命令の実行にかかる時間が大きいことが挙げられる。この研究の目的は，不要なロード命令の一部を動的に排除(スキップ)するようなプロセッサの構成を提案し，命令実行の効率性をあげようとするものである。予備評価によりおおよそ15%程度のロード命令がスキップできる可能性があり、プロセッサ全体の性能を向上させることが期待できる。
背景・目的
プロセッサの命令実行の効率性を妨げる要因の1つとして，ロード命令の実行にかかる時間が大きいことが挙げられる。
この研究の目的は，不要なロード命令の一部をスキップするようなプロセッサの構成を提案し，命令実行の効率性をあげようとするものである。
コンパイラが生成する実行プログラムには，そのプログラムの目的のためには「本質的に」不要なロード命令が存在するが、これをレジスタ番号の読み替えにより，スキップするのである。
前提技術：OoO実行とレジスタリネーミング
既に実現されている技術としてOoO(Out-of-Order)実行がある。これは与えられた命令の実行順序通りではなく、効率よく実行可能なものから実行していくものである。
OoO実行における入れ替えの制約を減らす技術として、レジスタリネーミングがある。これは動的にレジスタ番号を読み替えるものである。左図に従来技術での読み替えの様子を示すが、この例では制約を減らせず、OoO実行への寄与はない。
提案技術ではレジスタリネーミングを拡張しOoO実行することで、結果的に本質的でない命令をスキップすることを実現する。
提案技術と効果
読み替え前後のレジスタ番号の対応表の情報を書き換えることで、OoO実行の仕組みはそのままに、不要な命令をスキップすることができる。
右図において赤字が追加処理であり、それ以外は従来の機構をそのまま用いる。OoO機構は、結果的に④の読み出しデータは、①の結果と判断することになり、①の後であれば、②③の実行を待たずに先に④を実行することができる。
予備評価により本機構でスキップすることが可能であるロード命令は全体の15%程度存在し、これをスキップすることで命令実行効率を向上させることが期待できる。
研究シーズ・教員に対しての問合せや相談事項はこちら
技術相談申込フォーム