הצעות פרויקטים למעבדה ל-VLSI

תכן בחומרה של On-Chip Program-Phase Profiler

במרוץ המתמיד לשיפור ביצועים במיקרו-מעבדים מודרניים (כדוגמת פנטיום 4), אנו מעוניינים לאפיין ולעקוב אחר התנהגות הביצועים של תוכניות תוך כדי ריצתן. אפיון תוכניות כזה מכונה Program-Phase Profiling והוא נמצא כיום בחזית המחקר האקדמי והתעשייתי כיוון שהוא פותח אפשרויות רבות לשיפור ביצועים תוך עמידה בתקציב הספק מוגדר.

הסטודנטים יתכננו בחומרה Program-Phase Profiler כמתואר להלן, אשר מיועד לשבת כיחידה בתוך מיקרו-מעבד עתידי.

Program-Phase Profiling:

התנהגות של תוכנית נמדדת ע"י מספר מצומצם של מדדי ביצועים משתנים בזמן, לדוגמה מספר הפקודות המבוצעות במחזור (IPC), תדירות branch mispredictions, תדירות cache misses ועוד.

מחקרים אחרונים מראים כי ריצה של תוכנית מאופיינית ע"י מופעים (phases) שונים של התנהגות התוכנית בזמן. בתוך מופע, מדדי הביצועים של התוכנית קבועים ויציבים לאורך זמן ארוך יחסית, ואילו ביצוע התוכנית מתחלק לכ-3 עד 50 מופעים שונים אשר בד"כ חוזרים על עצמם פעמים רבות במהלך הריצה.

תפקיד Program-Phase Profiler לזהות מהם מופעי התוכנית, להחליט מהו המופע הנוכחי במהלך ריצה, ובתנאים מסוימים אף לחזות מה יהיה המופע הבא ומתי יקרה המעבר.

מיקרו-מעבד בעל יכולת profiling כזו טומן בחובו פוטנציאל אדיר. כדוגמה פשוטה ומרתקת ניתן לחשוב על מעבד העוקב אחר הביצועים של עצמו וע"י כך יכול להתאים עצמו דינאמית לאופטימום ביצועים ביחס לצריכת הספק תוך כדי ריצה, בהתאם למופע התוכנית הנוכחי.

דרישות: תכן לוגי, רצוי מבנה מחשבים ספרתיים.

אבשלום אלידע,avshael@tx.technion.ac.il

סטודנטים המעוניינים בפרטים או מעוניינים להציע רעיונות משלהם מוזמנים ליצור קשר בדוא"ל.