ソフトウェア協調整チップマルチプロセッサにおけるデータ利用最適化に関する研究

• Project/Area Number: 15700074
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 木村 啓二 早稲田大学, 理工学術院, 助教授 (50318771)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2003: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 計算機アーキテクチャ / 並列計算機 / コンパイラ

Research Abstract

本年度は、昨年度に引き続きソフトウェア協調動作型チップマルチプロセッサ用のデータローカリティ最適化およびデータ転送最適化に関する研究を行なった。本研究では、データを共有するタスク群に着目し、プロセッサコアローカルなキャッシュやローカルメモリのサイズを考慮してこれらのタスクを分割し各プロセッサコアに割り当て、キャッシュやローカルメモリの有効利用を図る。さらに、残存するデータ転送を、プロセッサコアに割り当てたタスクとオーバラップして行うことにより、データ転送オーバヘッドの隠蔽を図る。具体的には、MPEG2エンコーデイング処理やJPEG2000エンコーディング処理などのマルチメディアデプリケーションをターゲットとして、これらのアプリケーションに自動的にデータローカリティ最適化とデータ転送最適化手法を適用し、チップマルチプロセッサ上で効率よく動作させるためのソフトウェア・ハードウェア協調動作技術の開発とその評価を行なった。評価の結果、とりわけMPEG2エンコーディング処理では動作周波数400MHz時で逐次実行に対し8プロセッサ使用時で7.97倍、動作周波数2.8GHz時で逐次実行に対し8プロセッサ使用時で6.54倍の速度向上率を得られることが確認できた。MPEG2エンコーディングプログラムに対する本データローカリティ最適化およびデータ転送最適化は、自動並列化コンパイラによりほぼ自動的に行われる。より多くのアプリケーションに対して本手法を自動的に適用し対象アプリケーションを拡大することは今後の課題である。

Research Products

• [Journal Article] マルチコア化するマイクロプロセッサ (2006)
  • Author(s): 笠原博徳, 木村啓二
  • Journal Title: 情報処理学会学会誌「情報処理」 Vol.47, No.1 Pages: 10-16
• [Journal Article] マルチコアにおけるプログラミング (2006)
  • Author(s): 木村啓二, 笠原博徳
  • Journal Title: 情報処理学会学会誌「情報処理」 Vol.47, No.1 Pages: 17-23
• [Journal Article] チップマルチプロセッサ上でのMPEG2エンコードの並列処理 (2005)
  • Author(s): 小高 剛, 中野 啓史, 木村 啓二, 笠原 博徳
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Vol.46, No.9 Pages: 2311-2325
  • NAID: 110002769871
• [Journal Article] OSCARチップマルチプロセッサ上でのデータ転送ユニットを用いたデータローカライゼーション (2004)
  • Author(s): 中野啓史, 内藤陽介, 鈴木貴久, 小高剛, 石坂一久, 木村啓二, 笠原博徳
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 ARC2004-1 59-20 Pages: 115-120
  • NAID: 110002774658
• [Journal Article] OSCARチップマルチプロセッサ上でのマルチグレイン並列性評価 (2004)
  • Author(s): 和田康孝, 白子順, 石坂一久, 木村啓二, 笠原博徳
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 ARC2004-1 59-11 Pages: 61-66
  • NAID: 110002774649
• [Publications] 宮本孝道: "SMPマシン上での粗粒度タスク並列処理におけるデータプリフェッチ手法"情報処理学会研究報告. ARC155-06. 63-68 (2003)
• [Publications] Hirofumi Nakano: "Memory Management for Data Localization on OSCAR Chip Multiprocessor"Proc.of International Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processor and Systems (IWIA'04). (未定). (2004)
• [Publications] Takeshi Kodaka: "Parallel Processing using Data Localization for MPEG2 Encoding on OSCAR Chip Multiprocessor"Proc.of International Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA'04). (未定). (2004)
• [Publications] 小高剛: "データローカライゼーションを伴うMPEG2エンコーディングの並列処理"情報処理学会研究報告. ARC156-3. 13-18 (2004)