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A Study of Novel Computer Architecture for High-efficient Processor Cores and its Multicore Structure

Research Project

Project/Area Number 25730028
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Computer system
Research InstitutionThe University of Tokyo (2015-2016)
The University of Electro-Communications (2013-2014)

Principal Investigator

Hidetsugu Irie  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (50422407)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsコンピュータ・アーキテクチャ / プロセッサ / コンパイラ / HDL / マイクロアーキテクチャ / キャッシュ・メモリ / 命令レベル並列実行 / ダーク・シリコン / アーキテクチャ / シミュレータ / エミュレータ / 命令セット / マイクロプロセッサ / livermore loop / IPC / シングルスレッド性能
Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed a novel computer architecture which enables sustainable improvement of the computing performance. By improving the technology in that CPU automatically optimizes the execution at runtime, this study complements the technology that optimizes the execution based on the given instructions by the programmers such as many-core or SIMD technologies. In the first year we proposed an original instruction set which is characterized by eliminating register overwrites, and in the second year we clarified that this feature resolves the weak point of conventional CPUs. In the third year, dedicated compiler is developed, and in the final year our architecture is strengthened by novel HW/SW optimizing technology. These results reveal that the execution efficiency of our architecture is expected to be several times higher than conventional, and this research has shifted to the next stage such as system design and extension to artificial intelligence correspondence.

Report

(5 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2017 2016 2015 2014 2013 Other

All Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Presentation] ストライドアクセスの階層構造に着目したフェーズ検出2017

    • Author(s)
      渋江陽人, 野村隼人, 入江英嗣, 坂井修一
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      具志川農村環境改善センター (沖縄県島尻郡久米島町)
    • Year and Date
      2017-03-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] STRAIGHTアーキテクチャにおけるループ内ロード命令の削減手法2017

    • Author(s)
      福田晃史, 中江哲史, 入江英嗣, 坂井修一
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      具志川農村環境改善センター (沖縄県島尻郡久米島町)
    • Year and Date
      2017-03-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] STRAIGHTにおける投機メモリフォワーディングの実装の検討2017

    • Author(s)
      酒井一憲, 中江哲史, 入江英嗣, 坂井修一
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      慶応大学来往舎(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-01-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Stubborn” Strategy to Mitigate Remaining Cache Misses2016

    • Author(s)
      Hayato Nomura, Hiroyuki Katchi, Hidetsugu Irie, Shuichi Sakai
    • Organizer
      Int. Conf. on Computer Design
    • Place of Presentation
      Boston Marriott Newton(Phoenix, USA)
    • Year and Date
      2016-10-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pre-Promotion の動的切り替え手法の検討2016

    • Author(s)
      甲地弘幸, 入江英嗣, 坂井修一
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      長野県松本文化会館(長野県松本市)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] STRAIGHTコンパイラにおける不要コードの削減手法の検討2016

    • Author(s)
      中江哲史, 入江英嗣, 坂井修一
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      長野県松本文化会館(長野県松本市)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] STRAIGHTアーキテクチャのためのコンパイラ技術2016

    • Author(s)
      中江 哲史, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] STRAIGHTアーキテクチャのHDL実装と評価2016

    • Author(s)
      赤木 晟也, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 置き換えアルゴリズムとプリフェッチが協調動作するキャッシュマネージメント・プリプロモーションの評価2016

    • Author(s)
      甲地 弘幸, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ユーザに寄り添うシステムとそのコンピュータアーキテクチャ2015

    • Author(s)
      入江 英嗣
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告 (招待講演)
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Pre-Promotion: Synergizing Prefetching and Anti-thrashing Replacement Policy2015

    • Author(s)
      Midoriko Chikara, Hidetsugu Irie, Makoto Sahoda, Masato Yoshimi and Tsutomu Yoshinaga
    • Organizer
      Int. Conf. on Computer Design WIP session
    • Place of Presentation
      New York University
    • Year and Date
      2015-10-20
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3次元積層プロセッサ向けフロアプランナの可視化2015

    • Author(s)
      村田 篤志, 野村 隼人, 吉見 真聡, 入江 英嗣, 吉永 努, 坂井 修一
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2015-10-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Stubborn Cache: A Novel Strategy for Repeating Thrashing Access Patterns2015

    • Author(s)
      Hayato Nomura, Takuma Nakajima, Masato Yoshimi, Tsutomu Yoshinaga, Hidetsugu Irie
    • Organizer
      COOL Chips XVIII poster
    • Place of Presentation
      横浜情報文化センター
    • Year and Date
      2015-04-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TSVモジュールの配置最適化アルゴリズムの提案2015

    • Author(s)
      村田 篤志,稲場 朋大,吉見真聡,入江 英嗣,吉永 努
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      奄美市
    • Year and Date
      2015-03-06 – 2015-03-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] プリフェッチ精度に基づくキャッシュライン保持手法2014

    • Author(s)
      力翠湖, 吉見真聡, 吉永努, 入江英嗣
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      別府市
    • Year and Date
      2014-10-06 – 2014-10-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] STRAIGHTシミュレータによるループ実行の評価2014

    • Author(s)
      佐保田誠, 山中崇弘, 吉見真聡, 吉永努, 入江英嗣
    • Organizer
      情報処理学会研究報告(ポスタ)
    • Place of Presentation
      別府市
    • Year and Date
      2014-10-06 – 2014-10-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 動的推定によるキャッシュパーティショニング最適化2014

    • Author(s)
      野村隼人, 力翠湖, 吉見真聡, 吉永努, 入江英嗣
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2014-07-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] もしILPプロセッサのレジスタファイルが分散キーバリューストアになったら2013

    • Author(s)
      入江英嗣, 山中崇弘, 佐保田誠, 吉見真聡, 吉永努
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/researches/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 高効率汎用プロセッサ・アーキテクチャ「STRAIGHT」

    • URL

      http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/archives/researches/198

    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Remarks] プロセッサの中の十億分の一秒(bzip)

    • URL

      http://marisa.comp.is.uec.ac.jp/~kashiko/bzip.html

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] プロセッサの中の十億分の一秒(gemsfdtd)

    • URL

      http://marisa.comp.is.uec.ac.jp/~kashiko/gemsfdtd.html

    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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