パワーとパフォーマンスのためのパイプラインの最適化

次世代ハイエンドプロセッサの概念フェーズと定義の際、競争力のあるコスト/パフォーマンスを提供するために、パワーとパフォーマンスを適切に重視する必要があります。初期段階の定義研究では、CPI中心の視点を採用するだけでは不十分です。この段階でアーキテクトが直面する根本的な問題の一つは、パイプラインの深さとターゲット周波数の選択です。本論文では、解析的なパワーパフォーマンスモデルからスーパースカラープロセッサの最適なパイプラインの深さを導出する最適化手法を提示します。その結果は、詳細なシミュレーションに基づく分析を用いて検証され、さらに洗練されます。パワーモデリング手法の一環として、パイプラインの深さに応じたエネルギーの変動をモデル化する方程式を開発しました。SPEC2000アプリケーションのセットを使用した結果、パワーとパフォーマンスの両方を考慮して最適化すると、最適なクロック周期は約18 FO4であることが示されました。また、これらのエネルギーモデルの主要な仮定に対する最適なパイプラインの深さの詳細な感度分析も提供します。