Améliorer la performance séquentielle à l’ère des processeurs massivement multicœurs

Nathanaël Prémillieu 1
1 ALF - Amdahl's Law is Forever
Inria Rennes – Bretagne Atlantique , IRISA-D3 - ARCHITECTURE
Résumé : L'omniprésence des ordinateurs et la demande de toujours plus de puissance poussent les architectes processeur à chercher des moyens d'augmenter les performances de ces processeurs. La tendance actuelle est de répliquer sur une même puce plusieurs cœurs d'exécution pour paralléliser l'exécution. Si elle se poursuit, les processeurs deviendront massivement multicoeurs avec plusieurs centaines voire un millier de cœurs disponibles. Cependant, la loi d'Amdahl nous rappelle que l'augmentation de la performance séquentielle sera toujours nécessaire pour améliorer les performances globales. Une voie essentielle pour accroître la performance séquentielle est de perfectionner le traitement des branchements, ceux-ci limitant le parallélisme d'instructions. La prédiction de branchements est la solution la plus étudiée, dont l'intérêt dépend essentiellement de la précision du prédicteur. Au cours des dernières années, cette précision a été continuellement améliorée et a atteint un seuil qu'il semble difficile de dépasser. Une autre solution est d'éliminer les branchements et de les remplacer par une construction reposant sur des instructions prédiquées. L'exécution des instructions prédiquées pose cependant plusieurs problèmes dans les processeurs à exécution dans le désordre, en particulier celui des définitions multiples. Les travaux présentés dans cette thèse explorent ces deux aspects du traitement des branchements. La première partie s'intéresse à la prédiction de branchements. Une solution pour améliorer celle-ci sans augmenter la précision est de réduire le coût d'une mauvaise prédiction. Cela est possible en exploitant la reconvergence de flot de contrôle et l'indépendance de contrôle pour récupérer une partie du travail fait par le processeur sur le mauvais chemin sur les instructions communes aux deux chemins pour éviter de le refaire sur le bon chemin. La deuxième partie s'intéresse aux instructions prédiquées. Nous proposons une solution au problème des définitions multiples qui passe par la prédiction sélective de la valeur des prédicats. Un mécanisme de rejeu sélectif est utilisé pour réduire le coût d'une mauvaise prédiction de prédicat.
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Thèse
Autre [cs.OH]. Université Rennes 1, 2013. Français. 〈NNT : 2013REN1S071〉
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Soumis le : mardi 10 décembre 2013 - 14:36:18
Dernière modification le : vendredi 16 novembre 2018 - 01:40:29
Document(s) archivé(s) le : mardi 11 mars 2014 - 09:41:11

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Nathanaël Prémillieu. Améliorer la performance séquentielle à l’ère des processeurs massivement multicœurs. Autre [cs.OH]. Université Rennes 1, 2013. Français. 〈NNT : 2013REN1S071〉. 〈tel-00916589〉

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