メニーコアCPU 作ってますか？ 東京工業大学 / 学振特別研究員

高前田（山﨑） 伸也@shtaxxx / id:sxhxtxa"

2012年11月17日 さくら石狩DC見学ツアーLT

2012-11-17 @shtaxxx 2

自己紹介

Self Introduction

高前田（山﨑） 伸也

東工大の博士課程の学生です 修士2年の時に結婚しました（婿養子）

専門：計算機アーキテクチャ プロセッサアーキテクチャ（メニーコア） ネットワーク・オン・チップ FPGAシステム

Twitter/github: shtaxxx はてなid: sxhxtxa

2012-11-17 @shtaxxx 3

計算機アーキテクチャって？ Computer architecture is the practical art of selecting and interconnecting hardware components to create computers that meet functional, performance and cost goals and the formal modeling of those systems.

@shtaxxx 4

Apple iMac

TSUBAME 2.0 Super Computer 2012-11-17

プロセッサアーキテクチャって？

2012-11-17 @shtaxxx 5

どんな構成に するのがいいんだ？

最近はマルチコアが主流

分岐予測器・分岐先予測器のアルゴリズム？ キャッシュ置き換えアルゴリズム？ 高性能なスレッドスケジューリング？

オンチップネットワーク？

2012-11-17 @shtaxxx 6 皆様に質問です

2012-11-17 @shtaxxx 7

手持ちのPCやスマホの CPUのコア数は いくつですか？

2012-11-17 @shtaxxx 8

2コアの人？

2012-11-17 @shtaxxx 9

4コアの人？

2012-11-17 @shtaxxx 10

もっと沢山の人？

2012-11-17 @shtaxxx 11

ちなみに僕は

2012-11-17 @shtaxxx 12

128 コア

2012-11-17 @shtaxxx 13

ワシのプロセッサは

１２８コアまであるぞ

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2012-11-17 @shtaxxx 15 これ全体がひとつのCPUに相当

ScalableCoreシステム

2012-11-17 @shtaxxx 16

Field Programmable Gate Arrays 再構成可能LSI

ScalableCoreシステム

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DRAM Controller

Power DC5V

FPGA

SRAM

Power

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

FPGA

SRAM

ScalableCore Unit (Processor Core)

Host USB-Serial

USB

FPGA

DRAM

FPGA

DRAM

FPGA

DRAM

FPGA

DRAM

Memory Unit (Off-chip Memory)

Local Memory

DMAC Core

R

System Functions

Target Core

ScalableCore System Target Many-core

Mapping to Multiple FPGAs

http://www.arch.cs.titech.ac.jp/a/scalablecore

FPGAプロトタイピング

CPUの振る舞いをシミュレーションするマシン

普通はソフトウェアでモデリングして評価

シミュレーション時間が長い

ハードウェア(FPGA)で実装して高速化！ 2012-11-17 @shtaxxx 18

高速なシミュレーション

2012-11-17 @shtaxxx 19

89.1 28.3 14.0 8.8 90.4 28.4 14.1 8.9

1142 1142 1142 1142

1142 1142 1142 1142

0.0

200.0

400.0

600.0

800.0

1000.0

1200.0

16 36 64 100

Freq

. [K

Hz]

# Node�

SimMc (MM) SimMc (NQ)

ScalableCore (MM) ScalableCore (NQ)

12.8

40.4

81.4

129.9

12.6 40.2

80.8

128.5

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

16 36 64 100

Rel

ativ

e S

peed�

# Node

Relative (MM) Relative (NQ)

100コアのCPUをシミュレーションする場合 SWベースのシミュレータより約130倍高速に 未来のCPUの構成をシミュレーション！

2012-11-17 @shtaxxx 20

みんなメニーコア作りましょう！

Thanks! from @shtaxxx http://www.arch.cs.titech.ac.jp/a/scalablecore