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Data and Instruction Uniformity in Minimal Multi-Threading

Authors :
Milanez, Teo
Quintão Pereira, Fernando Magno
Meira, Wagner
Ferreira, Renato
Collange, Caroline
Magno, Fernando
Pereira, Quintão
Renato, A
Computer Science Department [Belo Horizonte] (DCC)
Universidade Federal de Minas Gerais
Amdahl's Law is Forever (ALF)
Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Laboratório de Linguagens de Programação
Departamento de Ciência da Computação [Minas Gerais] (DCC - UFMG)
Universidade Federal de Minas Gerais [Belo Horizonte] (UFMG)-Universidade Federal de Minas Gerais [Belo Horizonte] (UFMG)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Proceedings of the 24th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 24th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 24th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, Oct 2012, New-York, NY, United States. pp.270-277, ⟨10.1109/SBAC-PAD.2012.21⟩, SBAC-PAD
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; Simultaneous Multi-Threading (SMT) is a hardware model in which different threads share the same instruction fetching unit. This model is a compromise between high parallelism and low hardware cost. Minimal Multi-Threading (MMT) is a technique recently proposed to share instructions and execution between threads in a SMT machine. In this paper we propose new ways to explore redundancies in the MMT execution model. First, we propose and evaluate a new thread reconvergence heuristics that handles function calls better than previous approaches. Second, we demonstrate the existence of substantial regularity in inter-thread memory access patterns. We validate our results on the four data-parallel applications present in the PARSEC benchmark suite. The new thread reconvergence heuristics is, on the average, 82% more efficient than MMT's original reconvergence method. Furthermore, about 69% to 87% of all the memory addresses are either the same for all the threads, or are affine expressions of the thread identifier. This observation motivates the design of newly proposed hardware that benefits from regularity in inter-thread memory accesses.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Proceedings of the 24th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 24th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 24th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, Oct 2012, New-York, NY, United States. pp.270-277, ⟨10.1109/SBAC-PAD.2012.21⟩, SBAC-PAD
Accession number :
edsair.doi.dedup.....78106c575f5aaf1932a172da53640616
Full Text :
https://doi.org/10.1109/SBAC-PAD.2012.21⟩