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Cooperative data and computation partitioning for decentralized architectures

Cooperative data and computation partitioning for decentrali...

引用

作者： Chu, Michael L. University of Michigan

学位级别：Ph.D.

Scalability of future wide-issue processor designs is severely hampered by the use of centralized resources such as register files, memories and interconnect networks. While the use of centralized resources eases both hardware design and compiler code generation efforts, they can become performance bottlenecks as access latencies increase with larger designs. The natural solution to this problem is to adapt the architecture to use smaller, decentralized resources. Decentralized architectures use smaller, faster components and exploit distributed instruction-level parallelism across the resources. A multicluster architecture is an example of such a decentralized processor, where subsets of smaller register files, functional units, and memories are grouped together in a tightly coupled unit, forming a cluster. These clusters can then be replicated and connected together to form a scalable, high-performance architecture. The main difficulty with decentralized architectures resides in compiler code generation. In a centralized Very Long Instruction Word (VLIW) processor, the compiler must statically schedule each operation to both a functional unit and a time slot for execution. In contrast, for a decentralized multicluster VLIW, the compiler must consider the additional effects of cluster assignment, recognizing that communication between clusters will result in a delay penalty. In addition, if the multicluster processor also has partitioned data memories, the compiler has the additional task of assigning data objects to their respective memories. Each decision, of cluster, functional unit, memory, and time slot, are highly interrelated and can have dramatic effects on the best choice for every other decision. This dissertation addresses the issues of extracting and exploiting inherent parallelism across decentralized resources through compiler analysis and code generation techniques. First, a static analysis technique to partition data objects is presented, which maps

关键词： Compiler code Generation Multicluster Compilation Decentralized Architectures data and code partitioning Automatic Parallelization Thesis

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