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zoom RSS ぼくのかんがえたさいきょうCPU 今後の方針2010

<<   作成日時 : 2010/01/04 16:45   >>

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- Make my own world strongest CPU -

検討中/検討予定の項目について。今年はこうやる。

・固定小数点
 デスティネーションは1個のレジスタ、ソースは1,2,3個のレジスタで、複数のデスティネーションレジスタを連結して使用したり、ソースの一部として使用したりしない。また、なるべくソースレジスタとは別のレジスタ番号に指定する。これは実装を簡単にしたいためと、MIPS,SPARC,PA-RISCのような32bitプロセッサが64bitプロセッサに拡張したときの無理な命令定義を避けるため。この原則は守りたい。

・浮動小数点演算
 固定小数点演算とは依存性を極力排する。昔の浮動小数点コプロセッサのような感じ。これは、AMDのBulldozerアーキやUltraSPARC T1に影響された。整数コアと浮動小数点コアはかならずしも一緒でなくていいんだ、と。整数10コア+浮動小数点6コアでもいいんだ。
 浮動小数点演算はGPGPUなどCPUの外で大量に演算させるケースがある。このための事前準備としてある程度高機能な浮動小数点演算を実装したい。具体的には超越関数など。関数電卓が参考になるかもしれない。

・MMU
 手付かずだった。32bit向け簡易実装とそれ以上のアドレッシングをサポートする実装に分けて検討する。浮動小数点データフラグというのがあってもいい。浮動小数点演算のデータは大量に読み込んでは大量に吐き出すため、データキャッシュをバイパスする方がいいこともある。

・SIMD系命令
 調査をある程度行った。いわゆるSIMD命令は実装するが、8,16,32,64bitをサポートするかどうか検討。8bitはパスして16bitから、とも思ったが32bitプロセッサ定義を行うとすると8bitは必要かもしれない。逆に128bit実装だと細かすぎていらない。
 3D命令は複雑な割にはいまどき使わない。動画変換サポート(mpeg2,mpeg4)ができればいいが、これらはSIMD命令に吸収される。
 今後必要なのは暗号化サポート命令だろう。

・メモリコンシステンシ
 TSO動作に加えて浮動小数点ロードストアのデータキャッシュバイパス操作も検討する。

・マルチコア・マルチスレッド
 整数コア、浮動小数点コアの個数が違う場合の実装について検討。また整数コア間の通信(割り込み)や停止・再開など。

・パイプライン操作
 パイプラインが空になるまで待つ、などの命令追加。

・割り込み
 ハードウェアスタック方式でいく。段数などは要検討。
 ユーザーモード時にはとにかく速く動かし、割り込みで高速に特権モードに切り換え、特権モードで複雑なことをゆっくりやればよい。

・その他
 パフォーマンス測定
 特権モード命令拡張(電源管理など)
 ハイパーバイザ支援機能 勉強が必要
 RASサポート
 デバック/診断機能 指定したVA/PA/命令フォーマットに一致したらトラップ発生、などの機能
 SR(ステータスレジスタ)群の整理

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