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ヘルパースレッドを用いたマルチスレッディングプロセッサのための高速化技術研究

研究課題

研究課題/領域番号 17300023
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関早稲田大学

研究代表者

山名 早人  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40230502)

研究分担者 斎藤 史子  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (50409653)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2006年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
2005年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
キーワードマルチスレッド / マルチコア / 並列処理 / ヘルパースレッド / シェルスクリプト / ディスクキャッシュ / キャッシュメモリ / 計算機システム / キャッシュ最適化 / 高速化技術 / オンチップマルチプロセッサ / 情報検索処理の高速化
研究概要

近年、マルチコアCPUが相次いで登場している。本研究では、こうしたマルチコアCPU上でのマルチスレッディングを用いた高速化技術について研究を行った。
2005年度は、本分野でのサーベイ、アルゴリズム検討、アプリケーション側からの検討を行った。アルゴリズム検討では、分岐予測の面からパイプライン中の空きスロシトを削減する方法を検討した。さらに、近年のオンチップマルチプロセッサでは、L2を共有するものが増加しており、L2の効率的な制御方法についても検討を行った。具体的には、L2内のどこに必要となるデータを配置するかというデータ配置最適化技術を提案し、SPECint95、SPECint2000で平均17%のIPC向上を確認した。アプリケーションレベルからの検討では、今後その高速化が重要となってくると考えられる検索アプリケーションの動作特徴等を調査した。
2006年度は、前年度の検討に基づき、ターゲットをディスクアクセスの最適化に特化し、オンチップマルチプロセッサ上でのキャッシュ最適化について研究を進めた。まず、DISKの先読みにヘルパースレッドを用いる例では、先読みスレッドで事前にデータの読み込み込む手法を提案し、gzipが最大で39.2%性能向上することを確認した。次に、DISKキャッシュ自体をネットワーク接続された他のPC上に置き、ヘルパースレッドによりディスクキャッシュを制御する高速化手法を提案した。DBT-3ベンチマークテストによる評価では、最大3。08倍の性能向上を確認した。さらに、実アプリケーションとして、シェルスクリプト実行の高速化を実現した。特に、シェルスクリプトの自動並列化プログラムを提案することにより、シェルスクリプト実行を1.4〜1.8倍高速化することができた。本研究成果は、USP研究所において製品化を目指している。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (21件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] ネットワーク上のマシンをディスクキャッシュに利用した場合の性能評価2007

    • 著者名/発表者名
      上田高徳, 平手勇宇, 山名早人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 第18回データ工学ワークショップ論文集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マルチコアプロセッサ上におけるシェルスクリプト高速化手法2007

    • 著者名/発表者名
      杉田秀, 深山辰徳, 蛭田智則, 當仲寛哲, 山名早人
    • 雑誌名

      情報処理学会研究会報告 2007・17

      ページ: 73-78

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 先読みスレッドを用いたDiskアクセスの高速化2007

    • 著者名/発表者名
      深山辰徳, 杉田秀, 蛭田智則, 山名早人
    • 雑誌名

      情報処理学会研究会報告 2007・17

      ページ: 233-238

    • NAID

      110006249899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of using Machines on a Network as Disk Cache2007

    • 著者名/発表者名
      Takanori UEDA, Yu HIRATE, Hayato YAMANA
    • 雑誌名

      Proc.of 18th IEICE Data Engineering Workshop, E7-9

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Speed-Up Method for Shell Scripts on Multi-Core and SMT Processors2007

    • 著者名/発表者名
      Syu SUGITA, Tatsunori FUKAYAMA, Tomonori HIRUTA, Hayato YAMANA
    • 雑誌名

      IPSJ Tech.Report, 2007-17

      ページ: 73-78

    • NAID

      110006249872

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Disk Access Speed up Using Prefetching Thread2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsunori FUKAYAMA, Syu SUGITA, Tomonori HIRUTA, Hayato YAMANA
    • 雑誌名

      IPSJ Tech.Report, 2007-17

      ページ: 233-238

    • NAID

      110006249899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ネットワーク上のマシンをディスクキャッシュに利用した場合の性能評価2007

    • 著者名/発表者名
      上田高徳, 平手勇宇, 山名早人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会18回データ工学ワークショップ DEWS2007

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] マルチコアプロセッサ上におけるシェルスクリプト高速化手法2007

    • 著者名/発表者名
      杉田秀, 深山辰徳, 蛭田智則, 當仲寛哲, 山名早人
    • 雑誌名

      情報処理学会研究会報告 Vol. 2007, No. 17

      ページ: 73-38

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 先読みスレッドを用いたDiskアクセスの高速化2007

    • 著者名/発表者名
      深山辰徳, 杉田秀, 蛭田智則, 山名早人
    • 雑誌名

      情報処理学会研究会報告 Vol. 2007, No. 17

      ページ: 233-238

    • NAID

      110006249899

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 配線遅延を考慮したキャッシユメモリ高速化手法2006

    • 著者名/発表者名
      蛭田智則, 増田渓介, 山名早人
    • 雑誌名

      情報処理学会研究会報告 2006・20

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cache Memory Speedup Method Avoiding Wiring Delay2006

    • 著者名/発表者名
      Tomonori HIRUTA, Keisuke MASUDA, Hayato YAMANA
    • 雑誌名

      IPSJ Tech.Report 2006-20

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 配線遅延を考慮したキャッシュメモリ高速化手法2006

    • 著者名/発表者名
      蛭田智則, 増田渓介, 山名早人
    • 雑誌名

      情処研報 Vol.2006 No20

      ページ: 19-24

    • NAID

      110004710254

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 検索エンジンから分析エンジンへ2005

    • 著者名/発表者名
      山名早人
    • 雑誌名

      人工知能学会誌 20・4

      ページ: 471-478

    • NAID

      110002809342

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] スレッドレベル投機的実行に関する考察2005

    • 著者名/発表者名
      斎藤史子, 山名早人
    • 雑誌名

      情報処理学会 第4回情報科学技術フォーラム論文集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] From Search Engines to Analysis Engines2005

    • 著者名/発表者名
      Hayato YAMANA
    • 雑誌名

      J.of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 20-4

      ページ: 471-478

    • NAID

      110002809342

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of Thread-level Speculative Execution2005

    • 著者名/発表者名
      Fumiko SAITO, Hayato YAMANA
    • 雑誌名

      Proc.of IPSJ 4th Forum on Information Technology, C-13

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Google Hacks 2nd Edition2005

    • 著者名/発表者名
      Hayato YAMANA(Supervised Translator)
    • 雑誌名

      O'reilly Japan,

      ページ: 478-478

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] スレッドレベル投機的実行に関する考察2005

    • 著者名/発表者名
      斎藤史子, 山名早人
    • 雑誌名

      情報科学技術フォーラムForum on Information Technology(FIT)論文集 C-13

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 検索エンジンから分析エンジンへ2005

    • 著者名/発表者名
      山名早人
    • 雑誌名

      人工知能学会誌 Vo.20 No.4

      ページ: 471-478

    • NAID

      110002809342

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 特集 検索エンジン2005-Webの道しるべ-1.検索エンジンの概要2005

    • 著者名/発表者名
      山名早人, 村田剛志
    • 雑誌名

      情報処理 Vol.46 No.9

      ページ: 981-987

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] P2Pファイル共有ネットワーク上で動作するメタファイルシステム2005

    • 著者名/発表者名
      岡本雄太, 山名早人
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会インターネットテクノロジワークショップ2005論文集 WIT2005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Google Hacks 第2版-プロが使うテクニツク&ツール100選2005

    • 著者名/発表者名
      山名早人監訳
    • 総ページ数
      478
    • 出版者
      オライリー・ジャパン
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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