Técnicas especulativas para reduzir o gargalo do sistema de memória

• Processo: 16/18929-4
• Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2017
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
• Pesquisador responsável: Rodolfo Jardim de Azevedo
• Beneficiário: Lois Orosa Nogueira
• Supervisor no Exterior: Onur Mutlu
• Instituição-sede: Instituto de Computação (IC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Local de pesquisa : Swiss Federal Institute of Technology Zurich, Suíça
• Vinculado à bolsa: 14/03840-2 - Suporte arquitetural para execução especulativa de programas, BP.PD
• Assunto(s): Arquitetura e organização de computadores Memória (eletrônica digital)

Resumo

O objetivo deste projeto é enfrentar a crescente disparidade entre o processador e a memória. A tecnologia DRAM não está escalando mais e o incremento no número de núcleos dos processadores está aumentando a pressão nos sistemas de memória principal. Existem várias formas de reduzir e ocultar este problema. Uma delas é reduzir a latência de aceso à memória implementando novas arquiteturas para DRAM, com novos controladores, ou introduzindo novas tecnologias de memória para reduzir o tempo efetivo de acesso. Outra alternativa é tentar ocultar a latência da memória em processadores superescalares, evitando paradas do processador ao executar instruções independentes especulativamente. Alguns exemplos são predição de valores, execução em runahead e reuso de instruções. Outra alternativa é melhorar as técnicas de cache (caches mais efetivas, compressão de caches, etc.) para aumentar a taxa de hits. Finalmente, técnicas de prefetching predizem que linhas serão requeridas no futuro, e estas linhas são solicitadas antes da instrução que as demandará, incrementando também o número de hits na cache. No estado atual deste projeto e com este propósito geral em mente, conjecturamos que as técnicas especulativas têm um grande potencial de ganho e impacto com novas ideias. Especulação de valores, execução runahead e prefetching serão o foco deste projeto. Especulação de valores prediz o resultado de uma instrução e executa as instruções seguintes que dependem dela especulativamente usando este valor previsto. Runahead continua a execução em paradas do processador, com o objetivo de fazer prefetching de instruções e dados. Este projeto pretende estudar a relação entre especulação de valores, execução runahead e prefetching, para desenhar uma técnica mais efetiva e simples a fim de ter o melhor das três técnicas com o menor hardware. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SADROSADATI, MOHAMMAD; EHSANI, SEYED BORNA; FALAHATI, HAJAR; AUSAVARUNGNIRUN, RACHATA; TAVAKKOL, ARASH; ABAEE, MOJTABA; OROSA, LOIS; WANG, YAOHUA; SARBAZI-AZAD, HAMID; MUTLU, ONUR. ITAP: Idle-Time-Aware Power Management for GPU Execution Units. ACM TRANSACTIONS ON ARCHITECTURE AND CODE OPTIMIZATION, v. 16, n. 1 MAR 2019. Citações Web of Science: 0.

OROSA, LOIS; AZEVEDO, RODOLFO; MUTLU, ONUR. AVPP: Address-first Value-next Predictor with Value Prefetching for Improving the Efficiency of Load Value Prediction. ACM TRANSACTIONS ON ARCHITECTURE AND CODE OPTIMIZATION, v. 15, n. 4 JAN 2019. Citações Web of Science: 0.