アーキテクチャとコンパイラの協調による低消費電力メモリの実現

• Project/Area Number: 16700058
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 冨山 宏之 名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (80362292)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 低消費エネルギー / 低消費電力 / アーキテクチャ / コンパイラ / キャッシュ / バス / 符号化 / シミュレーション

Research Abstract

将来のモバイル/ユビキタス・コンピューティング社会を実現するためには、携帯端末で使用されるシステムLSIの消費電力を低減することが必要不可欠である。システムLSIの消費電力のうち50%以上がメモリにより消費されていることを踏まえ、本研究ではメモリの消費電力を最小化することを目的として、ハードウェア(アーキテクチャ)技術とソフトウェア(コンパイラ)技術の両面から研究を行っている。メモリの電力は主として、メモリセル、ビットライン、ワードライン、及び、入出力バスで消費されるが、これらのうち、本研究では入出力バスとメモリセルに焦点を当てている。デバイスや回路技術の進歩に頼らず、アーキテクチャ上の工夫とコンパイラの最適化処理との協調により、バスとメモリセルの消費電力を1/10以下に削減することを目標としている。
平成17年度は、キャッシュメモリの消費電力を提言するコンパイラ技術について研究を行った。ウェイ予測機構を有した低消費電力キャッシュを対象として、その消費電力が更に提言するように、プログラムの主記憶上の配置を最適化する。ウェイ予測とコンパイラ最適化を併用することにより、キャッシュの消費電力を最大95%程度削減することができた。
また、低消費電力化を目的としたソフトウェア技術全般について調査・整理を行った。

Research Products

• [Journal Article] メモリ配置最適化によるウェイ予測キャッシュの低消費電力化 (2006)
  • Author(s): 今井陽平, 本田晋也, 冨山宏之, 高田広章
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告VLD 105・644 Pages: 37-42
  • NAID: 110004680253
• [Journal Article] 低消費電力化ソフトウェア技術 (2005)
  • Author(s): 石原亨, 冨山宏之
  • Journal Title: 組込みソフトウェアシンポジウム2005論文集 2005・12 Pages: 188-190
  • NAID: 120006655340
• [Journal Article] Impacts of Compiler Optimizations on Address Bus Energy: An Empirical Study (2004)
  • Author(s): H.Tomiyama
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 E87-A巻10号 Pages: 2815-2820
  • NAID: 110003212809
• [Journal Article] RTOS-Centric Cosimulator for Embedded System Design (2004)
  • Author(s): S.Honda, T.Wakabayashi, H.Tomiyama, H.Takada
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 E87-A巻12号 Pages: 3030-3035
  • NAID: 110003212838