[論文レビュー] Design space exploration in the microthreaded many-core architecture.

M. Irfan Uddin|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 2013

Parallel Computing and Optimization Techniques参考文献 28被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、一般用途のマイクロスレッド型マルチコアアーキテクチャにおける設計空間探索（DSE）のためのハイレベルなシミュレーション手法を提案し、シミュレーション速度と正確性のバランスを重視している。本研究では、複雑なマイクログリッドシステムにおけるアーキテクチャ的トレードオフを探索するためのハイレベルシミュレータの有効性を評価し、マルチコアコンputィングにおける初期段階の設計探索においてその実用性を示している。

ABSTRACT

Design space exploration is commonly performed in embedded system, where the architecture is a complicated piece of engineering. With the current trend of many-core systems, design space exploration in general-purpose computers can no longer be avoided. Microgrid is a complicated architecture, and therefor we need to perform design space exploration. Generally, simulators are used for the design space exploration of an architecture. Different simulators with different levels of complexity, simulation time and accuracy are used. Simulators with little complexity, low simulation time and reasonable accuracy are desirable for the design space exploration of an architecture. These simulators are referred as high-level simulators and are commonly used in the design of embedded systems. However, the use of high-level simulation for design space exploration in general-purpose computers is a relatively new area of research.

研究の動機と目的

• 一般用途のマルチコアシステムにおける効率的な設計空間探索（DSE）の増大するニーズに対応すること。
• 複雑なマイクログリッドアーキテクチャのDSEにおけるハイレベルシミュレータの実現可能性と有効性を調査すること。
• マルチコアシステム設計における複雑さ、正確性、実行時間の間のシミュレーショントレードオフを同定すること。
• シミュレーションのオーバーヘッドを低減させつつも、必須の正確性を損なわずに、より速いアーキテクチャ探索を可能にすること。

提案手法

• 複雑さを低減したマイクロスレッド型マルチコアアーキテクチャをモデル化するためのハイレベルシミュレータを採用すること。
• 低レベルの詳細を抽象化するが、重要なアーキテクチャ的動作を保持するシミュレーションフレームワークを使用すること。
• 抽象化の異なるレベルでシミュレーションの性能を評価し、速度と正確性のバランスを図ること。
• マイクログリッドベースのマルチコアシステムにおけるアーキテクチャ設定の探索に、このシミュレーションアプローチを適用すること。
• DSE文脈におけるトレードオフを評価するために、異なる抽象化レベル間でのシミュレーション結果を比較すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハイレベルシミュレータは、一般用途のマルチコアアーキテクチャの設計空間探索をどの程度効果的に可能にするか？
• RQ2 マイクロスレッド型マルチコアシステムのハイレベルシミュレーションにおいて、正確性と実行時間のトレードオフはどのようなものか？
• RQ3 ハイレベルシミュレータは、初期段階の設計探索に適した複雑なマイクログリッドアーキテクチャを十分に再現できるか？
• RQ4 抽象化レベルの変化が、設計空間探索の結果の信頼性にどのように影響するか？

主な発見

• ハイレベルシミュレータは、一般用途のマルチコアシステムにおける設計空間探索の実用的解決策を提供する。
• 提案されたアプローチにより、シミュレーション時間は顕著に短縮されつつ、アーキテクチャ評価に必要な合理的な正確性を維持できる。
• ハイレベルシミュレーションにより、複雑なマイクログリッドシステムにおけるアーキテクチャ設定の効率的探索が可能になる。
• 提案された抽象化フレームワーク内では、シミュレーション速度と正確性のトレードオフを管理可能である。