MP3エンコーダを用いたOSCARヘテロジニアスチップマルチプロセッサの性能評価

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  • MP3 エンコーダ オ モチイタ OSCAR ヘテロジニアス チップ マルチプロセッサ ノ セイノウ ヒョウカ
  • Performance Evaluation of MP3 Audio Encoder on OSCAR Heterogeneous Chip Multicore Processor

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抄録

汎用プロセッサや専用プロセッサ，アクセラレータ等，様々な種類のプロセッサエレメント（PE）を複数個同一チップ上に集積し，処理を並列で行うことで，動作周波数を過度に引き上げることなく，消費電力を抑えつつ高い演算性能を得ることが可能なソフトウェア協調ヘテロジニアスチップマルチプロセッサ（HCMP）の有効性を評価した．本プロセッサは各PEにローカルメモリ，データ転送機構および電力制御機構を持ち，コンパイラと協調することで性能向上と低電力の両立を狙う．今回，MP3エンコーダプログラムを利用し，その並列処理方式と電力制御方式を検討し，HCMP上での評価を実施した．その結果，汎用プロセッサコア2個，動的再構成プロセッサコア4個を搭載したHCMPは，汎用プロセッサ1個のシングルコアプロセッサと比較して18.4倍の性能向上となることが分かった．また，同様の構成に対し電力制御を実施することにより，汎用プロセッサ1個のシングルコアプロセッサに対し，電力消費エネルギーを最大80.0\%削減できることが確認できた．

This paper evaluates a heterogeneous chip multi-processor (HCMP) and its scheduling scheme. The HCMP possesses different types of processing elements (PEs) such as CPUs as general-purpose processors, as well as digital signal processors or dynamic reconfigurable processors (DRPs) as specific-purpose processors. The HCMP realizes higher performance and lower power consumption than conventional single-core processors or even homogeneous multi-core processors in some specific applications such as media processing with low operating frequency supplied. In this paper, the performance of the HCMP is analyzed by studying parallelizing scheme and power control scheme of an MP3 audio encoding program and by scheduling the program onto the HCMP using these two schemes. As a result, it is observed an HCMP, consisting of two CPUs and four DRPs, outperforms a single-core processor with one CPU by a speed-up factor of 18.4. It is also obtained that the estimated energy on the HCMP with a power control results in as much as 80.0% reduction.

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