Extending_the_RISC-V_Instruction_Set_for_High_Performance_Data_Compression_Hardware_Acceleration.pdf

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文獻摘要

動機:

FPGA 與 CPU 之間的資料傳輸上會遇到 I/O 瓶頸問題。

研究方法:

分析了五種主流的數據壓縮算法（7z、Bzip2、Gzip、Zstd 與 Lz4），找出了在 RVV 向量化中無法處理的熱點迴圈特點，這些迴圈中存在簡單的循環數據依賴關係。

提出向量鄰接指令

針對因數據依賴而無法被標準 RVV 向量化的迴圈，作者設計了一組“向量鄰接指令”（如 vandadj.vx、vaddadj.vx、voradj.vx、vxoradj.vx）。這些指令具體實現方式是：

• 對於向量中第 i 個元素，其計算依賴於前一個元素的結果（類似前綴和的計算模型）。
• 指令動作依據條件（i = 0 時直接使用初始值，否則利用前一個計算結果與當前操作數進行計算）。

實驗結果:

• 使用 2 條向量通道則可達到約 3.32 倍的加速。
• 使用 16 條向量通道時，能夠達到最高 13.24 倍的加速。

結論:

向量鄰接指令成功解決了傳統 RVV 在處理數據依賴熱點迴圈時的局限性