Microarchitecture simulator is an important tool to verify and optimize the microarchitecture of a new microprocessor. Moreover. it can be use as a performance simulator to estimate the target microprocessor′s performance. And system software designers can use it as a software developing environment. This paper describes a "microarchitecture simulator for on-chip Multiprocessor microprocessor". It is a program-driven and cycle-based simulator that can execute simultaneous mutithreading benchmarks. We verified the microarchitecture of a new on-chip multiprocessor microprocessor with it and did performance simulations to estimate the performance of the on-chip multiprocessor microprocessor.
단일 칩 다중 프로세서의 경우 표준화된 병렬 프로그래밍 방법이 없는데 OpenMP를 사용하면 병렬 프로그래밍이 쉬우므로 OpenMP는 단일 칩 다중 프로세서를 위한 매력적인 병렬 프로그래밍 모델이다. 그런데 단일 칩 다중 프로세서 시스템의 구조는 대상 응용 프로그램에 따라 다양할 수 있다. 따라서 각 시스템마다 다른 방식으로 OpenMP를 구현해야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 운영체제를 사용하지 않는 단일 칩 다중 프로세서를 위한 OpenMP 구현과 주요 디렉티브의 효과적인 변환을 제안하여 특수한 하드웨어에 의존하지 않고 OpenMP 디렉티브의 추가적인 확장 없이 성능을 향상 시킬 수 있게 한다. 실험은 대상 플랫폼인 CT3400에서 수행하고 그 결과를 제시한다.
This research aims at developing a single chip multiprocessor for high-performance computer system. Our design approach is to design a relatively small and simple processor unit and to integrate multiple copies of the unit in an efficient way. The proposed multiprocessor is composed of four CPUs and one graphic coprocessor. The four CPUs share the graphic coprocessor and each CPU implements the 64-bit SPARC-V9 instruction set architecture. This paper gives an overview of the proposed microarchitecture and discusses the considerations made in the course of the design.
Park, Kyoung;Choi, Sung-Hoon;Chung, Yong-Wha;Hahn, Woo-Jong;Yoon, Suk-Han
ETRI Journal
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제22권4호
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pp.13-24
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2000
As more transistors are integrated onto bigger die, an on-chip multiprocessor will become a promising alternative to the superscalar microprocessor that dominates today's microprocessor marketplace. This paper describes key parts of a new on-chip multiprocessor, called Raptor, which is composed of four 2-way superscalar processor cores and one graphic co-processor. To obtain performance characteristics of Raptor, a program-driven simulator and its programming environment were developed. The simulation results showed that Raptor can exploit thread level parallelism effectively and offer a promising architecture for future on-chip multi-processor designs.
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권2호
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pp.122-128
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2008
Multiprocessor architectures and platforms, such as, a multiprocessor system on chip (MPSoC) recently introduced to extend the applicability of the Moore's law, depend upon concurrency and synchronization in both software and hardware to enhance design productivity and system performance. With the rapidly approaching billion transistors era, some of the main problem in deep sub-micron technologies characterized by gate lengths in the range of 60-90 nm will arise from non scalable wire delays, errors in signal integrity and non-synchronized communication. These problems may be addressed by the use of Network on Chip (NOC) architecture for future System-on-Chip (SoC). We have modeled a concurrent architecture for a customizable and scalable NOC in a system level modeling environment using MLDesigner (from MLD Inc.). Varying network loads under various traffic scenarios were applied to obtain realistic performance metrics. We provide the simulation results for latency as a function of the buffer size. We have abstracted the area results for NOC components from its FPGA implementation. Modeled NOC architecture supports three different levels of quality-of-service (QoS).
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권4호
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pp.1-7
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1997
A multiprocessor microprocessor named SMPC(scaleable multiprocessor chip) that contains tow IU (integer unit) is presented in this paper. It can execute multiple instructions from several tasks exploiting task-level parallelism that is free from instruction dependencies, and provide high performance and throughput on both single program and multiprogramming environments. the IU is a 32-bit scalar processor expecially designed to boost up the performance of string manipulations which are frequently used in RDBMS(relational data base management system) applications. A memory management unit and a data cache shared by two IUs improve the performance and reduce the chip area required. ETH SMPC is implemented in VLSI circuit by custom design and automated design tools.
In this paper we describe designing and implementing a digital neural chip and a parallel neural machine for simulating large scale neural netsorks. The chip is a single-chip multiprocessor which has four digiral neural processors (DNP-II) of the same architecture. Each DNP-II has program memory and data memory, and the chip operates in MIMD (multi-instruction, multi-data) parallel processor. The DNP-II has the instruction set tailored to neural computation. Which can be sed to effectively simulate various neural network models including on-chip learning. The DNP-II facilitates four-way data-driven communication supporting the extensibility of parallel systems. The parallel neural machine consists of a host computer, processor boards, a buffer board and an interface board. Each processor board consists of 8*8 array of DNP-II(equivalently 2*2 neural chips). Each processor board acn be built including linear array, 2-D mesh and 2-D torus. This flexibility supports efficiency of mapping from neural network models into parallel strucgure. The neural system accomplishes the performance of maximum 40 GCPS(giga connection per second) with 16 processor boards.
Dorostkar, Aniseh;Asad, Arghavan;Fathy, Mahmood;Jahed-Motlagh, Mohammad Reza;Mohammadi, Farah
ETRI Journal
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제40권6호
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pp.759-773
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2018
Uncore components such as on-chip memory systems and on-chip interconnects consume a large amount of energy in emerging embedded applications. Few studies have focused on next-generation analytical models for future chip-multiprocessors (CMPs) that simultaneously consider the impacts of the power consumption of core and uncore components. In this paper, we propose a convex-optimization approach to design heterogeneous uncore architectures for embedded CMPs. Our convex approach optimizes the number and placement of memory banks with different technologies on the memory layer. In parallel with hybrid memory architecting, optimizing the number and placement of through silicon vias as a viable solution in building three-dimensional (3D) CMPs is another important target of the proposed approach. Experimental results show that the proposed method outperforms 3D CMP designs with hybrid and traditional memory architectures in terms of both energy delay products (EDPs) and performance parameters. The proposed method improves the EDPs by an average of about 43% compared with SRAM design. In addition, it improves the throughput by about 7% compared with dynamic RAM (DRAM) design.
다중처리기 SoC(MPSoC) 플랫폼은 SoC 설계 분야에 새로운 여러가지 혁신적인 트랜드를 가지고 있다. 급격히 십억 단위의 트랜지스터 집적이 가능한 시대에 게이트 길이가 $60{\sim}90nm$ 범위를 갖는 서브 마스크로 기술에서 주요문제점들은 확장되지 않는 선 지연, 신호 무결성과 비동기화 통신에서의 오류로 인해 발생한다. 이러한 문제점들은 미래의 SoC을 위한 NOC 구조의 사용에 의해 해결될 수 있다. 대부분의 미래 SoC들은 칩 상에서 통신을 위해 네트워크 구조와 패킷 기반 통신 프로토콜을 사용할 것이다. 이 논문은 NOC 구조를 위한 칩 통신에서 교착상태가 발생되지 않는 것을 보장하기 위해 적극적 turn prohibition을 갖는 적응적 wormhole 라우팅에 대해 기술한다. 또한 5개의 전이중, flit-wide 통신 채널을 갖는 간단한 라우팅 구조를 제시한다. 메시지 지연에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내고 같은 연결비율에서 운영되는 다른 기술들의 결과와 비교한다.
본 논문에서는 Parsec을 이용하여 병렬디지털신호처리용 분산공유메모리 다중처리시스템의 성능 분석을 위한 시뮬레이터를 구현한다. 이 시뮬레이터의 특징은 TMS320C6701 DSP 칩의 DMA 기능과 빠른 접근시간을 가진 지역메모리를 사용하는 시스템의 시뮬레이션에 적합하다는 것이다. 또한 시스템의 성능 매개변수 수정과 하드웨어 구성요소들에 대한 재구성이 쉽기 때문에 다양한 실행 환경에서 시스템의 성능을 분석할 수 있다. 시뮬레이션에서는 DSP 알고리즘에서 널리 사용하는 FET, 2D FET, Matrix Multiplication, Fir Filter를 사용하여 프로세서의 수 데이터 크기, 하드웨어 요소의 변화에 따른 실행 시간을 측정한다. 그리고 그 결과를 비교함으로써 본 논문에서 구현한 시뮬레이터의 성능을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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