Projektbeschreibung
Erweiterung des Kohärenzprotokolls zur Optimierung der Energieeffizienz von Mehrkernprozessoren
Mehrkernprozessoren in digitalen Geräten wie Smartphones und Hochleistungsservern benötigen zusätzliche Rechenleistung, um auf neue Anwendungen zugreifen zu können. Ihre Leistung kann jedoch durch Spekulationstechniken in der Hardware erheblich beeinträchtigt werden, die häufig unnötige Vorgänge ausführen, welche den Stromverbrauch übermäßig erhöhen. Daher ist es wichtig, Mehrkernprozessoren zu entwerfen, die energieeffizienter sind. Ziel des EU-finanzierten Projekts ECHO ist es, die Leistung und Effizienz zukünftiger Mehrkernprozessoren zu verbessern, indem die Rolle des Cache-Kohärenzprotokolls aufgewertet wird. Durch Hinzufügen einfacher Erweiterungen zum Cache-Kohärenzprotokoll sollen dann Fehlspekulationen am Verarbeitungskern reduziert und spekulative Optimierungen während der Kompilierung ermöglicht werden können.
Ziel
Multicore processors are present nowadays in most digital devices, from smartphones to high-performance
servers. The increasing computational power of these processors is essential for enabling many important
emerging application domains such as big-data, media, medical, or scientific modeling. A fundamental
technique to improve performance is speculation, a technique that consists in executing work before it is
known if it is actually needed. In hardware, speculation significantly increases energy consumption by
performing unnecessary operations, while speculation in software (e.g. compilers) is not the default thus
preventing performance optimizations. Since performance in current multicores is limited by their power
budget, it is imperative to make multicores as energy-efficient as possible to increase performance even
further.
In a multicore architecture, the cache coherence protocol is an essential component since its unique but
challenging role is to offer a simple and unified view of the memory hierarchy. This project envisions that
extending the role of the coherence protocol to simplify other system components will be the key to
overcome the performance and energy limitations of current multicores. In particular, ECHO proposes to
add simple but effective extensions to the cache coherence protocol in order to (i) reduce and even
eliminate misspeculations at the processing cores and synchronization mechanisms and to (ii) enable
speculative optimizations at compile time. The goal of this innovative approach is to improve the
performance and energy efficiency of future multicore architectures. To accomplish the objectives
proposed in this project, I will build on my 14 years expertise in cache coherence, documented in over 40
publications of high impact.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
30003 Murcia
Spanien