RISC-V SMTプロセッサにおけるメッセージパッシング機構を用いたスレッド間通信の高速化

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2024-06-03
• タイトル: RISC-V SMTプロセッサにおけるメッセージパッシング機構を用いたスレッド間通信の高速化
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Rapid Inter-Thread Communication Using Message Passing Unit in RISC-V SMT Processor
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 通信
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 東京農工大学大学院工学府知能情報システム工学専攻
• 著者所属: 東京農工大学大学院工学府知能情報システム工学専攻
• 著者所属: 東京農工大学大学院工学府知能情報システム工学専攻
• 著者所属: 東京農工大学大学院工学研究院 先端情報科学部門
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electrical Engineering and Computer Science Graduate School of Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electrical Engineering and Computer Science Graduate School of Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology::Department of Electrical Engineering and Computer Science Graduate School of Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Division of Advanced Information Technology ＆ Computer Science Institute of Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology
• 著者名: 赤松, 豪; 高田, 勝悟; 田中, 友章; 中條, 拓伯
• 著者名(英): Go, Akamatsu; Shogo, Takata; Tomoaki, Tanaka; Hironori, Nakajo
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 当研究ではマルチスレッドを活用する際のスレッド間通信におけるオーバヘッドの削減を目的とし， RISC-V SMT プロセッサに新しいスレッド間通信方式を実装した．研究の背景として，従来の A 拡張命令を使用したスレッド間通信では，実行結果の判定や失敗時の再発行に伴うオーバヘッドが大きいという課題が存在した．そこで当研究では A 拡張命令に代わる効率的な通信手法の構築を目指し，当研究室で実装した RISC-V SMT プロセッサに，新たにメッセージパッシング機構と名付けたハードウェアを追加した．この機構は各スレッドから発行されるデータ転送要求と受信要求を用いてデータ転送を行う．このハードウェアを用いることでメインメモリを介さず，スレッド間通信のオーバヘッドを削減する．性能評価では行列乗算プログラムを用い，シミュレーション上でメッセージパッシング機構と A 拡張との性能比較を行った．その結果，メッセージパッシング機構は A 拡張に対して最大で 3.4 倍程度の高速化を達成した．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: In this study, a new inter-thread communication method was implemented on the RISC-V SMT processor with the aim of reducing the overhead in inter-thread communication when using multi-threading. As a background to this research, the conventional inter-thread communication using the A-extension instruction has a large overhead associated with judging the execution result and re-issuing the instruction when it fails. Therefore, this research aimed to construct an efficient communication method that replaces the A-extension instruction. A new hardware named message passing unit was added to the RISC-V SMT processor implemented in our laboratory. This unit transfers data using data transfer requests and receive requests issued by each thread. This hardware reduces the overhead of inter-thread communication without using the main memory. The performance evaluation used a matrix multiplication programs and compared the performance of the message-passing mechanism and the A-extension in simulation. The results showed that the message passing unit achieved a speed-up by up to 3.4 times compared to the A-extension.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10096105
• 書誌情報: 研究報告システム・アーキテクチャ（ARC）; 巻 2024-ARC-257, 号 6, p. 1-6, 発行日 2024-06-03
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8574
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会