• Title/Summary/Keyword: SIMD 구조

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Parallel Speedup of NTGST on SIMD type Multiprocessor (SIMD 구조의 다중 프로세서를 이용한 NTGST의 병렬고속화)

  • 김복만;서경석;김종화;최흥문
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2001.06d
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    • pp.127-130
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    • 2001
  • 본 논문에서는 SIMD (Single Instruction stream and Multiple Data stream)형 병렬 구조의 다중 프로세서를 이용하여 NTGST (noise-tolerant generalized symmetry transform)를 병렬 고속화하였다. 먼저 NTGST의 화소 및 영상 영역간의 계산 독립성을 이용하여 영상을 분할하여 P개의 프로세서에 할당하고, 이들 각각을 N개의 데이터를 한번에 처리하는 SIMD 구조로 병렬화하여 NP에 비례하는 속도 향상을 얻었다. 실험에서 MMX 기술의 펜티엄 Ⅲ 프로세서를 2개 사용하여 제안한 알고리즘이 기존의 NTGST 보다 8배 가까이 고속으로 처리됨을 확인하였다.

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A Partial Access Mechanism on a Register for Low-cost Embedded Multimedia ASIP (저비용 내장형 멀티미디어 프로세서를 위한 분할 레지스터 접근 구조)

  • Joe, Min-Young;Jeong, Ha-Young;Lee, Yong-Surk
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.45 no.9
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • In this paper, we propose a partial access mechanism for low cost multimedia processors. Due to the cost increase of adding the SIMD register files and the execution blocks, we experience difficulties applying the SIMD instructions to low cost multimedia embedded processors. The proposed mechanism has the advantages of decreasing the cost burden of the additional hardware and enhancing total performance of the SIMD operation. We designed the ASIP in which the mechanism is applied and compared the latency of the SIMD operation regarding the use of instruction sets in the DSP benchmark. Then, we analyzed the total performance enhancement and the reduction in area burden by synthesizing the ASIP using 0.25um TSMC CMOS technology. As a result, there are approximately a 38% of performance increase and a 13.4% of area increase according to the proposed mechanism simulation.

An Efficient 4$\times$4 Integer Transform Algorithm on SIMD (SIMD 기반의 효율적인 4$\times$4 정수변환 방법)

  • 유상준;오승준;안창범
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.55-57
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    • 2004
  • DCT(Discrete Cosine Transform)는 현존하는 블록기반 영상 압축 코딩기법의 핵심이 되는 부분이다. 많은 고속 방법이 제안되었으며, 최근 들어 SIMD 병렬구조를 이용한 고속방법들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 SIMD명령어를 가지는 프로세서에서 4$\times$4 정수변환의 속도를 최적화하기 위한 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 128비트 SIMD영령어로 확장이 가능하며 비슷한 구조를 가지는 Hadamard 변환에서 적용할 수 있다. 제안하는 방법을 펜티엄4 2.4G에서 구현할 경우 H.264 참조 부호화기의 4$\times$4 정수변환 방법보다 64비트 SIMD 명령어를 사용할 경우 4.34배 128-bit SIMD 명령어를 사용할 경우 6.77배의 성능을 얻을 수 있다.

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Acceleration of FFT on a SIMD Processor (SIMD 구조를 갖는 프로세서에서 FFT 연산 가속화)

  • Lee, Juyeong;Hong, Yong-Guen;Lee, Hyunseok
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.52 no.2
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    • pp.97-105
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    • 2015
  • This paper discusses the implementation of Bruun's FFT on a SIMD processor. FFT is an algorithm used in digital signal processing area and its effective processing is important in the enhancement of signal processing performance. Bruun's FFT algorithm is one of fast Fourier transform algorithms based on recursive factorization. Compared to popular Cooley-Tukey algorithm, it is advantageous in computations because most of its operations are based on real number multiplications instead of complex ones. However it shows more complicated data alignment patterns and requires a larger memory for storing coefficient data in its implementation on a SIMD processor. According to our experiment result, in the processing of the FFT with 1024 complex input data on a SIMD processor, The Bruun's algorithm shows approximately 1.2 times higher throughput but uses approximately 4 times more memory (20 Kbyte) than the Cooley-Tukey algorithm. Therefore, in the case with loose constraints on silicon area, the Bruun's algorithm is proper for the processing of FFT on a SIMD processor.

Hardware Implementation of Rasterizer with SIMD Architecture Applicable to Mobile 3D Graphics System (모바일 3차원 그래픽스 시스템에 적용 가능한 SIMD 구조를 갖는 래스터라이저의 하드웨어 구현)

  • Ha, Chang-Soo;Sung, Kwang-Ju;Choi, Byeong-Yoon
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.313-315
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    • 2010
  • In this paper, we describe research results of developing hardware rasterizer that is applicable to mobile 3D graphics system, designed in SIMD architecture and verified in FPGA. Tile-based scan conversion unit is designed like SIMD architecture running four tiles simultaneously and each tile traverses pixels hierarchical in 3-level so that visiting counts is minimized. As experimental results, $8{\times}8$ is the most efficient size of tile and the last step of tile traversing is performed on $2{\times}2$ sized subtile. The rasterizer supports flat shading and gouraud shading and texture mapper supports affine mapping and perspective corrected mapping. Also, texture mapper supports point sampling mode and bilinear interpolating sampling mode and two types of wrapping modes and various blending modes. The rasterzer operates as 120Mhz on xilinx vertex4 $l{\times}100$ device. To easy verification, texture memory and frame buffer are generated as block rom and block ram.

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Multi-Dimensional Record Scan with SIMD Vector Instructions (SIMD 벡터 명령어를 이용한 다차원 레코드 스캔)

  • Cho, Sung-Ryong;Han, Hwan-Soo;Lee, Sang-Won
    • Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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    • v.16 no.6
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    • pp.732-736
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    • 2010
  • Processing a large amount of data becomes more important than ever. Particularly, the information queries which require multi-dimensional record scan can be efficiently implemented with SIMD instruction sets. In this article, we present a SIMD record scan technique which employs row-based scanning. Our technique is different from existing SIMD techniques for predicate processes and aggregate operations. Those techniques apply SIMD instructions to the attributes in the same column of the database, exploiting the column-based record organization of the in-memory database systems. Whereas, our SIMD technique is useful for multi-dimensional record scanning. As the sizes of registers and the memory become larger, our row-based SIMD scan can have bigger impact on the performance. Moreover, since our technique is orthogonal to the parallelization techniques for multi-core processors, it can be applied to both uni-processors and multi-core processors without too many changes in the software architectures.

SIMD Saturation Adder using Approximate Addition (근사 덧셈을 사용하는 SIMD 포화 덧셈기)

  • 윤준기;오형철
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.691-693
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    • 2004
  • 0.18$\mu\textrm{m}$ 표준 셀 라이브러리로 구현할 때 2.69㎱의 임계 경로 지연을 가지는 SIMD구조의 포화 덧셈기를 설계하였다. 기존의 설계에서 임계 경로를 구성하는 CLA를, 8비트까지만 자리올림(Carry)이 전파될 때 정확한 계산을 보장하는 근사 덧셈기의 형태로 설계한 결과, 임계 경로 시간 지연을 약 22% 감소시킬 수 있었다. 파이프라인 구조 프로세서에서 사용될 포화 덧셈기의 근사계산이 실패하는 경우에는, 추가적인 2개의 클록주기 동안 재 계산을 수행하게 된다.

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Fast implementation of Hadamard transformation of HEVC with SIMD (SIMD를 이용한 HEVC 하다마드 트랜스폼의 고속 구현)

  • You, Jong-Hun;Jo, Hyun-Ho;Sim, Dong-Gyu
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.307-309
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    • 2011
  • 본 논문에서는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 프로세서를 사용한 HEVC 부호화기의 하다마트 트랜스폼 고속화를 제안한다. 본 논문에서는 MMX와 SSE 레지스터를 사용하여 하다마드 트랜스폼을 SIMD 연산으로 대체함으로써 메모리 접근 횟수와 명령어의 수를 줄여 부호화기를 고속화하였다. 또한, HEVC의 10비트 입력에 따른 SIMD 구조의 비효율적인 구현을 해결하기 위하여 하다마드 트랜스폼의 입력 픽셀 비트수를 감소시키는 IBDD(Internal Bit Depth Decreasing)를 제안했다. HEVC 부호화기에 하다마드 트랜스폼을 SIMD 연산으로 대체한 결과 부호화 효율의 저하 없이, 부호화기의 수행 시간은 10% 감소되었다.

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Parallel Factorization using Quadratic Sieve Algorithm on SIMD machines (SIMD상에서의 이차선별법을 사용한 병렬 소인수분해 알고리즘)

  • Kim, Yang-Hee
    • The KIPS Transactions:PartA
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    • v.8A no.1
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    • pp.36-41
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    • 2001
  • In this paper, we first design an parallel quadratic sieve algorithm for factoring method. We then present parallel factoring algorithm for factoring a large odd integer by repeatedly using the parallel quadratic sieve algorithm based on the divide-and-conquer strategy on SIMD machines with DMM. We show that this algorithm is optimal in view of the product of time and processor numbers.

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SIMD Optimization for Improving the Performance of a CPU-Based Graph Engine (SIMD 최적화를 이용한 CPU 기반 그래프 엔진의 성능 개선)

  • Ikhyeon Jo;Myung-Hwan Jang;Sang-Wook Kim
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.383-385
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    • 2023
  • Single-machine-based 그래프 엔진의 state-of-the-art 모델인 RealGraph 는 쓰레드를 이용한 병렬화로 성능을 향상하였으나 쓰레드 내부에서의 병렬성은 고려되지 않았다. 본 논문은 SIMD 명령어를 이용해 RealGraph 의 병렬성을 향상시켰다. 쓰레드 내부의 효율성을 높이기 위해 RealGraph 의 구조와 그래프 알고리즘의 분석을 통한 SIMD 명령어의 적용 가능한 영역을 탐색하였다. 실험으로 SIMD 명령어의 적용을 통해 쓰레드 내부에서 벡터 연산을 수행하여 평균 7.6%, 11.7%, 9.2%의 수행 시간 단축을 이끌어냈으며 SIMD 명령어의 적용이 그래프 엔진의 분석 성능에 얼마나 도움이 될 수 있는지 확인하였다.