SIMT 구조 기반 멀티코어 GPGPU의 통합 ALU 설계

An implementation of a unified ALU in multi-core GPGPU based on SIMT architecture

본 논문은 SIMT 구조 기반의 멀티코어 GPGPU의 통합 ALU를 설계하였다. 조건부 분기 명령어, 데이터 이동 명령어, 정수형 산술 연산 명령어, 부동소수점 산술 연산 명령어를 처리할 수 있으며 멀티코어 GPGPU의 다양한 형태의 병렬처리 기능을 지원하기 위하여 다 수의 ALU가 탑재된다. 각 명령어 연산의 처리방식의 공통성을 회로 수준에서 통합하여 최소의 크기로 ALU를 설계하는 것이 본 논문의 주안점이다. 모든 명령어는 테스트 프로그램을 작성하여 실험하였고 CPU로 연산한 결과와 비교하여 본 논문의 ALU가 정상적으로 동작함을 검증하였다. 본 논문에서 설계한 통합 ALU의 크기는 약 2만 게이트이며 최대 동작주파수는 430MHz이다.

This paper describes an implementation of a unified ALU on multi-core GPGPU based on SIMT architecture. Our unified ALU can operate conditional branch instructions, data movement instructions, integer arithmetic instructions and floating-point arithmetic instructions. Since multi-core GPGPU contains a lot of ALU for parallel processing of various types, the main point of this paper is to design the minimum size ALU by unifying similar processing of each operations on circit level. All instrunctions were tested by making a test program. And we compare this results with results of CPU operations to verify our ALU. Our unified ALU's gate size is approximately 20,000 and the maximum operation frequency is 430MHz.