面向高性能计算的众核处理器结构级高能效技术

摘要：

随着半导体技术的进步,众核处理器已经广泛应用于高性能计算领域.而要构建未来高性能计算系统,处理器必须突破严峻的“能耗墙”挑战.文中以一款自主众核处理器DFMC原型为基础,首先对其在典型负载下的能耗分布进行了分析,结合该处理器的具体结构,提出了基于指令窗口的指令缓冲、操作数锁存两种结构级能效优化技术,探索了能效优先的浮点部件设计方法.实验表明,通过上述技术可以降低处理器取指和译码能耗约50％、寄存器文件能耗11.2％和浮点部件能耗17.6％,最终全芯片降低能耗约14.7％.在该文所述实验环境下,作者还进行了DFMC原型的双精度矩阵乘(DGEMM)性能功耗比测试,并与NVIDIA公司的Kepler K20 GPU进行了对比.

关键词：众核处理器、结构优化、能效、高性能计算

所属期刊栏目：37

分类号：TP302(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家“八六三”高技术研究发展计划重大项目基金2014AA01A300;国家“核高基”重大专项2013ZX0102-8001-001-001

在线出版日期：2014-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2176-2186