런타임 재구성 가능 프로세서를 위한 동적 제어 흐름 실행 지원

더 많은 컴퓨팅 파워에 대한 필요성이 증가함에 따라, 전통적인 방식들은 한계에 부딪히고 있습니다. 성능을 높이기 위해, 우리는 중앙 처리 장치 (CPU)의 역량을 확장하고 특화된 하드웨어 가속기 (hardware accelerators)를 사용하고 있습니다. 예를 들어, 모바일 기기에는 보통 카메라, 비디오 인코딩, 그리고 오디오 가속기가 탑재되어 있습니다. 이러한 다양한 작업을 수행하기 위해, 가속기들은 마이크로코드 (microcode) 프로그램을 실행합니다. 하지만 이러한 가속기들은 공간을 차지하며 종종 유휴 상태로 방치되곤 합니다. 재구성 가능 프로세서 (Reconfigurable processors)가 해결책을 제시합니다. 이들은 여러 가속기 슬롯에 연결된 일반 코어를 가지고 있습니다. 이 가속기 슬롯들은 실행 중인 애플리케이션에 맞추기 위해 런타임 (runtime) 중에 채워질 수 있습니다. 하나의 애플리케이션이 종료되고 다른 애플리케이션이 실행되면, 가속기를 교체할 수 있습니다. 예를 들어, 카메라를 사용한 후 음악을 재생하는 것과 같습니다. 본 연구에서는 런타임 재구성 가능 프로세서의 마이크로코드를 위한 동적 제어 흐름 (dynamic control-flow) 실행, 즉 루프 (loops), 조건부 점프 (conditional jumps), 그리고 예외 처리 (exception handling)에 대한 지원을 소개합니다. 우리는 네 가지 다른 도메인(객체 탐지, 해양 움직임 시뮬레이션, 인공지능 (artificial intelligence), 보안)에서 추출한 네 가지 서로 다른 애플리케이션을 사용하여 벤치마크를 수행하였으며, 이들은 모두 연산 집약적이며 재구성 가능 프로세서에서 실행될 때 동적 제어 흐름이 필요합니다. 우리는 동적 제어 흐름을 통해 서로 다른 애플리케이션들이 범용 프로세서 (general-purpose processors)에서 실행되는 것과 비교하여 상당한 속도 향상과 함께 실행될 수 있음을 보여줍니다.