부분 압축 명령어를 위한 캐쉬 구조의 설계 및 평가 = Design and Evaluation of Cache Structure for Semi-packed Instruction
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2001
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Korean
KDC
569
등재정보
구)KCI등재(통합)
자료형태
학술저널
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수록면
245-258(14쪽)
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VLIW에서는 프로그램 코드를 병렬화 하는 작업이 모두 컴파일러에 의해서만 이루어진다. 따라서 병렬로 수행될 연산어들을 명시적으로 나타내 주어야 하며, 이를 위한 명령어 인코딩 방식으로 전개 인코딩 방식과 압축 인코딩 방식이 사용되어 왔다. 각 인코딩 방식들은 명령어의 적재 및 검색을 위해 서로 다른 캐쉬 구조를 필요로 하는데, 전개 인코딩 방식으로 비압축 캐쉬를 압축 인코딩 방식으로 압축 캐쉬를 사용하고 있다. 그러나 이들은 각각 무효 연산어로 인한 메모리 활용 효율 저하와 복원 과정으로 인한 명령어 인출 오버헤드의 증가라는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 부분적으로 명령어 길이를 일정하게 유지하는 부분 압축 인코딩을 사용해 메모리 활용 효율을 높이는 동시에 명령어 인출 오버헤드를 줄일 수 있는 분할 캐쉬 구조를 제안한다. 각 캐쉬 구조를 구현하는데 필요한 칩 영역을 계산하여, 분할 캐쉬가 비교적 비용 효율적인 캐쉬 구조임을 확인하였다. 모의 실험을 통한 메모리 활용 효율 측정 결과 하드웨어비용의 증가를 고려하더라도 분할 캐쉬는 비압축 캐쉬에 비해 최고 약 3배의 메모리 활용 효율을 얻을 수 있었다. 각 캐쉬 구조를 일차 캐쉬로 하는 VLIW 시스템들의 성능 측정 결과는 TCSC(블록 집중형 분할 캐쉬)를 사용한 시스템이 비용 대비 성능 면에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
더보기In VLIW architectures, the optimization and scheduling process for parallelizing program codes totally rely on an ILP compiler. The static scheduling requires that an instruction, which is a collection of operations in parallel, must be encoded with an explicit specification of parallel operations. Up to now, two instruction encoding schemes have been used to separate instructions from one another, which are the unpacked encoding scheme for the decompressed cache and the packed encoding scheme for the compressed cache. However, these caches have an adverse influence on the VLIW memory subsystem in the aspects of the memory utilization and instruction fetch. In this paper, a new cache structure, called the section cache is proposed in order to enhance memory utilization with reduced instruction fetch overhead by partially fixing the length of an instruction. The computation of on-chip cache area reveals that the section cache is comparatively a cost-effective cache structure. The simulation results confirm that the memory utilization of the section cache is three times higher than that of the decompressed cache, even though the increased cost of the section cache is considered. Consequently, the VLIW systems with the TCSC(Tightly Coupled Section Cache) as a first-level cache can achieve the better performance/cost than any other systems.
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