듀얼 페이즈 명령어 파이프라인구조의 쉐이더 프로세서 설계

A Design of a Shader Processor based on a dual-phase pipeline architecture

본 논문에서는 멀티 스레드와 듀얼 페이즈 명령어 파이프라인을 가진 4way SIMD 프로세서를 설계하였다. 8개의 스레드가 round-robin 방식으로 실행되어, 해저드를 발생시키지 않는다. 또한 듀얼 페이즈 기능은 1개의 코어가 2개의 프로세서처럼 동작하도록 명령어를 최대 4개를 입력 받아 처리한다. 이 가변 명령어 구조는 1차와 2차 페이즈로 나뉘어 명령어를 수식할 수 있으며, 이 기능을 통해 분기명령이나 어드레싱 명령을 단일 클럭에 수행할 수 있도록 한다. 이 프로세서는 명령어 수행 시간을 일반적인 SIMD 구조에 비하여 50% 이하로 단축시킬 수 있으며, 최대 2배의 성능향상을 보이고 25%까지 코드 크기를 줄일 수 있다..

This paper represents a design of a 4 way SIMD processor with multi-thread and dual phase instruction pipeline. 8 threads can be performing in round-robin order, so any hazards can’t occur. The dual phase pipeline makes a pipeline operate as two pipelines, and it can fetch maximum 4 unit instructions at once. This variable length instruction set divide into first phase and second phase instructions, and with this function, complex branch and addressing can be executed at one clock cycle. This processor reduces the code size to quarter, pull out the doubled performance improvement than normal SIMD architecture.