An Energy-Efficient Scalable Instruction Window

現在のマイクロプロセッサは命令レベルの並列性を利用して高い処理性能を実現している.処理性能を向上させるためには,より多くの命令から並列性を抽出する必要があるが,これには大容量の命令ウィンドウが必要である.しかし,命令ウィンドウは連想メモリで構築されているため,消費電力と速度の観点から容易に容量を増加させることは困難である.そこで,本稿では連想メモリを用いない省電力に配慮した命令ウィンドウを提案する.これはデータ依存に基づき命令を明示的にWakeUpすることで実現される.提案手法を評価した結果,従来の命令ウィンドウに対して,性能は平均1.9%低下したが,動的消費電力は平均84%削減となった.また,静的消費電力についても28%削減できることが確認された.Modern microprocessors attain high performance using ILP (Instruction Level Parallelism). In order to exploit ILP for improving processor performance, instruction window size should be increased. However, it is difficult to increase the size, since instruction window is implemented by CAM whose power and delay are much large. This paper introduces low power and scalable instruction window that replaces CAM with RAM. In this window, instructions are explicitly woken up. Our evaluation results show that our instruction window decreases performance only by 1.9% on average. Furthermore, dynamic power is reduced by 84% on average and static power is reduced by 28% on average