GREENER：一种用于提升寄存器文件能效的工具
硬件体系结构
2018-03-30 v2
摘要
图形处理单元（GPU）维护一个大型寄存器文件以提高线程级并行度（TLP）。为了进一步提高TLP，近年的GPU在每一代中都增加了片上寄存器的数量。然而，随着寄存器文件大小的增加，泄漏功耗也随之增加。此外，随着技术进步，泄漏功耗部分已经增加，并成为制造工艺的重要考量因素。寄存器文件的泄漏功耗可以通过在访问后将不常使用的寄存器转为低功耗（休眠或关闭）状态来降低。这样做的一个主要挑战是缺乏运行时寄存器访问信息。本文提出GREENER（GPU寄存器文件能量缩减器，GPU REgister file ENErgy Reducer）：一种用于最小化GPU寄存器文件泄漏能量的系统。GREENER采用编译时分析来估计运行时寄存器访问信息。分析结果用于确定每条指令后寄存器的功耗状态（开启、睡眠或关闭）。我们提出了一种功耗优化的汇编指令集，允许GREENER将寄存器的功耗状态编码到可执行文件本身中。修改后的汇编，连同在执行期间更新寄存器功耗状态的运行时优化，带来了显著的功耗降低。我们在GPGPU-Sim模拟器中实现了GREENER，并使用GPUWattch框架来测量寄存器文件的泄漏功耗。在来自CUDASDK、GPGPU-SIM、Parboil和Rodinia基准测试套件的21个内核上对GREENER的评估显示，寄存器泄漏能量平均降低69.04%，最大降低87.95%，且模拟周期开销可忽略不计（平均0.53%）。
引用
@article{arxiv.1709.04697,
title = {GREENER: A Tool for Improving Energy Efficiency of Register Files},
author = {Vishwesh Jatala and Jayvant Anantpur and Amey Karkare},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.04697},
year = {2018}
}