DICE: Enabling Efficient General-Purpose SIMT Execution with Statically

요약

본 논문은 기존 SIMT 기반 GPU의 높은 레지스터 파일(RF) 액세스 및 제어 로직 오버헤드를 해결하기 위해 DICE라는 새로운 아키텍처를 제안합니다. DICE는 SIMD 백엔드를 최소 오버헤드의 정적 스케줄링 CGRA(Coarse-Grained Reconfigurable Arrays)로 대체하여, 활성 스레드를 피플라인 방식으로 직접 디스패치하고 데이터 흐름을 처리 요소(PE) 간에 직접 발생시켜 RF 액세스를 크게 줄입니다. 이 아키텍처는 동적 의존성을 정적으로 관리하는 'p-graph' 컴파일 방식을 사용하며, 추가적인 최적화들(더블 버퍼링, 언롤링, TMCU 등)을 통해 기존 GPU 대비 높은 에너지 효율과 전력 감소를 달성함을 입증했습니다.

핵심 포인트

• DICE는 SIMT 기반 GPU의 RF 액세스 및 제어 로직 오버헤드를 줄이기 위해 CGRA 아키텍처를 도입합니다.
• 활성 스레드는 피플라인 방식으로 직접 디스패치되며, 데이터 흐름은 PE 간에 직접 발생하여 중간 값의 레지스터 파일 접근을 최소화합니다.
• 동적 의존성을 정적으로 처리하기 위해 프로그램을 'p-graph'로 컴파일하는 새로운 방식을 사용합니다.
• 실험 결과, DICE는 기존 GPU 대비 평균 68%의 RF 액세스 감소와 1.77~1.90배의 동적 에너지 효율 향상을 달성했습니다.