Multimedia SIMD-tillägg som MMX och AltiVec speedup media processing, men vår karakterisering visar att attributen för nuvarande allmänna-purpose processorer förstärkt med SIMD förlängningar inte passar särskilt bra med åtkomstmönster och slingor strukturer av medieprogram. Vi finner att 75-85 % av de dynamiska instruktionerna i processorns instruktionsström är stödjande instruktioner som behövs för att mata SIMD-utförandeenheterna i stället för verkliga/användbara beräkningar, vilket resulterar i underutnyttjande av SIMD-utförandeenheter (endast 1-12 % av den maximala SIMD-utförandeenhetens genomströmning uppnås). I motsats till att fokusera på att utnyttja mer datanivåparallalism (DLP) fokuserar vi i detta dokument på de instruktioner som stöder SIMD-beräkningarna och utnyttjar både fin- och grovkornig nivåparallalism (ILP) i den stödjande instruktionsströmmen. Vi föreslår MediaBreeze arkitektur som använder hårdvara stöd för effektiv adressgenerering, looping och data omorganisation (permut, packning/avpackning, införlivande, etc). Våra resultat på multimediakärnor visar att en 2-vägsprocessor med SIMD-tillägg förstärkt med MediaBreeze ger en bättre prestanda än en 16-vägs processor med nuvarande SIMD-tillägg. När det gäller tillämpningsriktmärken, en 2-/4-vägsprocessor med SIMD-utökningar förstärkt med MediaBreeze överträffar en 4-/8-vägsprocessor med SIMD-utökningar. En första-order approximation med ASIC syntesverktyg och cellbaserade bibliotek visar att denna acceleration uppnås med en 10% ökning av arean som krävs av MMX och SSE förlängningar (0,3% ökning av totala chip område) och 1% av den totala processorns strömförbrukning.
Minskade omkostnader i minnesåtkomst och dataanpassning i multimediabehandling har behandlats i system som MediaBreeze REF genom att lägga till maskinvarustöd för adressgenerering, looping etc.
Bottlenecks in Multimedia Processing with SIMD style Extensions and Architectural Enhancements
{'venue': 'ICDCS', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}