Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Sign up for free
Menu
Search
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Pricing
Search
Sign in
Sign up for free
VSP専用プロセッサ設計と実行エンジンIyokanについて
Search
VTb
February 08, 2020
Technology
350
0
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
VSP専用プロセッサ設計と実行エンジンIyokanについて
VTb
February 08, 2020
More Decks by VTb
See All by VTb
MR1を支えた Ethernet&ROS システム
pibvt
3
1.3k
3日間で作る フルスクラッチHTTPサーバー on STM32F767 Nucleo
pibvt
14
6.1k
Hello_UEFI_で学ぶC言語ポインタ.pdf
pibvt
0
200
64bit UEFIからxv6を起動してみた
pibvt
0
550
Other Decks in Technology
See All in Technology
「図書館」という名前のままでいいのか -Code4Lib JAPANカンファレンス2026 アンカンファレンス報告- / Code4Lib JAPAN Conference 2026: Unconference Report
ykiyota
0
170
Slack上でインフラをトラブルシュートする! Agentic Platform Engineeringの第一歩
teru0x1
4
1.5k
登壇の自信を奪う3匹のオバケ / 3 Ghosts That Rob You of Your Confidence in Public Speaking
pauli
5
510
Snowflakeのコスト最適化を支えるアーキテクチャ設計
ktatsuya
1
1.5k
NW運用でNWトポロジ可視化ツールに期待すること/shumoku-meetup1
corestate55
2
120
ペアプロの価値はコードを書くことだけじゃない
codmoninc
PRO
0
210
越境するなら専門用語を使うな高校校歌 / If you wanna cross border, you shouldn't use jargon
vtryo
0
130
なぜJMBC(Japan MCP Business Community)? MCPってどう活用できるの?
cdataj
0
110
OpenTelemetryのメトリクスをCloudWatchに送ってPromQLで見てみた
ota1022
0
140
安心して変更できるWebフロントエンドの作り方
pirosikick
4
1.9k
目の前の楽しいが人生を変える - コミュニティの螺旋の歩き方と楽しむコツ / change your life
soudai
PRO
4
540
GoCon2026 - Open Source, Open World
sanposhiho
4
3.5k
Featured
See All Featured
"I'm Feeling Lucky" - Building Great Search Experiences for Today's Users (#IAC19)
danielanewman
230
23k
Connecting the Dots Between Site Speed, User Experience & Your Business [WebExpo 2025]
tammyeverts
11
1k
Visualization
eitanlees
152
17k
How STYLIGHT went responsive
nonsquared
100
6.3k
The SEO identity crisis: Don't let AI make you average
varn
0
550
Music & Morning Musume
bryan
47
7.4k
Ruling the World: When Life Gets Gamed
codingconduct
0
330
How GitHub (no longer) Works
holman
316
150k
Pawsitive SEO: Lessons from My Dog (and Many Mistakes) on Thriving as a Consultant in the Age of AI
davidcarrasco
0
240
Joys of Absence: A Defence of Solitary Play
codingconduct
1
510
30 Presentation Tips
portentint
PRO
1
390
CoffeeScript is Beautiful & I Never Want to Write Plain JavaScript Again
sstephenson
162
16k
Transcript
VSP専用プロセッサ設計 と実行エンジンについて 松本 直樹(@PiBVT) 2020/02/08 カーネル/VM探検隊@関西 10回目
Agenda • 自己紹介 • VSP専用プロセッサ設計について • 並列実行エンジン Iyokan について
自己紹介 松本 直樹 (@PiBVT) 京都大学工学部情報学科3回生 未踏プロジェクトでの担当 • VSP専用プロセッサ設計 • 実行エンジンの基本設計,試作実装
VSP専用プロセッサ設計について VSPはプロセッサ設計が必要 暗号処理はゲートレベルで行われる -> プロセッサ設計は平文と同様のものが利用できる FHEゲートの演算のコスト -> 出来る限りゲート数が少ない設計が必要
VSP専用プロセッサ設計について 出来る限り少ないゲート数,省ROM,RAM -> 専用のISAとそのプロセッサ設計を開発することに ※ROM,RAMはそれぞれ512byteでも20,000ゲート以上あるた め、全体のゲート規模にかなり影響がある
時系列でみるVSP専用プロセッサ設計 2019年6月 プロジェクト開始 7月 rv32k-garnet 開発中止 8月 rv16k-amethyst(RV16Kv2準拠 マルチサイクル)完成 9月 rv16k-aquamarine(RV16Kv2準拠
5段パイプライン)完成 10月 cahp-diamond(CAHPv3準拠 5段パイプライン)完成 2020年1月 cahp-emerald(CAHPv3準拠 スーパースカラ)完成
cahp-emeraldについて • VSP専用プロセッサ第5世代設計 • CAHPv3(16bit/24bit混合命令長) 準拠 • 5段パイプライン • 最大2命令同時発行インオーダースーパースカラ
• 約8,000ゲート(cahp-diamond が約4,000 ゲート) • IPC 1.1(cahp-diamondが0.78) • このままだと不採用の危機(ゲート規模的に)
cahp-emeraldのアーキテクチャ 5段パイプライン・インオーダースーパースカラ
混合命令長のつらさ • 16bit/24bitで偶数倍長の関係にないため、アライメントをまたぐ命 令アクセスが起こる • ジャンプでの命令フェッチで余計なストールが発生する • ゲート規模が膨らむ
• 32bitブロックでのROMアクセスを行ったとしてもブロック間をまたぐ 命令が存在する -> ブロック間をまたぐ命令アクセスを実現する機構が必要 混合命令長のつらさ その1
一度読み込んだブロックをキャッシュに保持し、ブロックをまたい だアクセスを実現 -> ジャンプが起きると....?
並列実行エンジン Iyokan について • 回路情報を元にFHEゲートを評価する並列実行エンジン • TFHEpp(CPU)/cuFHE(GPU)を暗号処理のバックエンドとして利 用可能 • verilogファイルからの回路合成は外部ツール(yosys)を利用
ゲートの評価順には依存関係がある • ネットリスト上のゲートは上流から下流へと順に評価する
ネットリストをDAG(有向非循環グラフ)で表現 1. 上流ノードを持たないノードを評価待ちとする 2. 評価待ちのノードを評価 3. 辺経由で下流のノードに評価済みであることを通知 4. 入力の上位ノードすべてが評価済みならノードを評価待ちとする 5.
評価待ちノードが存在する場合、2へ戻る
CPU/GPU対応 • CPU対応はライブラリのTFHEppで簡単に実現 -> しかし、AVX2等を使っても遅い -> V100などを用いたGPGPUで高速化した例がある • GPU対応で、ホスト,デバイス間のメモリ一貫性は? ->
毎回転送? -> すべてGPUオンメモリ?
CPU/GPU対応 • ゲートの出力値を保持する変数は高々数100KB • 一度転送すれば暗号処理自体は10ms程度処理にかかる • H2D,D2Hのメモリ転送の影響は限りなく小さい • かなりのCPUバウンドな処理のため、MPIでもスケールする...? •
CPUとGPUの両者を用いたスケジューラを開発中 毎回転送することにした