システムオンチップアーキテクチャによるA-NETマルチコンピュータの研究開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558039
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 馬場 敬信 宇都宮大学, 工学部, 教授 (70092616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 亨 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (40251079) ; 大津 金光 宇都宮大学, 工学部, 助手 (00292574) ; 吉永 努 宇都宮大学, 工学部, 助手 (60210738) ; 福永 泰 日立製作所, 日立研究所・情報制御第一研究部, 部長 ; 木村 康則 富士通研究所, マルチメディアシステム研究所・アーキテクチャ研究部, 部長 ; 中田 登志之 日本電気, C&Cメディア研究所・高性能コンピューティングテクノロジーグループ, 研究部長 ; 加藤 茂夫 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (00143529)
• Keywords: システムオンチップ / 投機実行 / マルチスレッド処理 / ネットワークルータ / 並列処理 / 計算機システム構成

Research Abstract

今年度の研究成果として大きく分けて(1)投機的マルチスレッド処理を行なうプロセッサ、(2)各プロセッサ間を接続するネットワークルータ、(3)システムオンチッププロセッサを用いて並列計算機システムを構築する際の全体の構成、の3つが挙げられる。
(1)投機的マルチスレッド処理を行なうプロセッサ
将来の汎用マイクロプロセッサアーキテクチャとして最も有望と考えられているマルチスレッド処理方式のうち、特にプログラムの制御フローに沿った複数パス投機処理を行なうものに関して、単純なベンチマークプログラムを用いてシミュレーション評価を行なった。
(2)各プロセッサ間を接続するネットワークルータ
接続形態が2Dメッシュおよびトーラス型のネットワークにおいて部分的に適応制御を行なうデッドロック回復可能なルータをハードウェア記述言語で記述し、論理合成を行なった結果を用いたシミュレーションによるコストパフォーマンスの評価を継続して行なった。さらに、論理合成結果から得られるタイミングパラメータを反映したソフトウェア機能シミュレーションを併用することにより、より規模の大きいネットワークの場合での評価を行なった。
(3)システムオンチップ技術を用いた並列計算機システム
システムオンチップ化技術の発展に伴い、将来の並列計算機のノードプロセッサはシステムオンチップ化されていくものと考えられる。その際、並列計算機システム全体としての性能が最大になるノードプロセッサの構成に関する評価が必要となる。本年度は、1チップ上に集積可能なトランジスタをプロセッサコア、キャッシュ用SRAM、オンチップ主記憶DRAMのそれぞれへの割り当て率を変化させた場合の全体としての性能の変化をシミュレーションにより初期的評価を行なった。

Research Products

• [Publications] 馬場敬信,吉永努,岩本善行,齋藤宣人,Somchai Numprasertchai: "並列オブジェクト指向言語A-NETLの実現とその評価"情報処理学会論文誌. Vol.40,No.9. 3554-3563 (1999)
• [Publications] 吉永努,林匡哉,堀田真貴,山口喜教,大津金光,馬場敬信: "適応ルータの出力チャネル選択における優先次元指定の効果"情報処理学会論文誌. Vol.40,No.5. 1958-1967 (1999)
• [Publications] 岩本善行,阿部大輝,大津金光,吉永努,馬場敬信: "A-NETマルチコンピュータにおける仮想時間を用いた性能評価とその実現"情報処理学会論文誌. Vol.40,No.5. 1947-1957 (1999)
• [Publications] L.Mutenda, T.Baba, T.Yoshinaga, and K.Ootsu: "A Parallel Navigation Algorithm with Dynamic Load Balancing for OODBMSs"情報処理学会論文誌. Vol.40,No.SIG5(TOD2). 29-42 (1999)
• [Publications] Y.Iwamoto, K.Ootsu, T.Yoshinaga, and T.Baba: "Message Prediction and Speculative Execution of the Reception Process"Proceedings of the Eleventh IASTED International Conference, Parallel and Distributed Computing and Systems(PDCS'99). 329-334 (1999)
• [Publications] T.Baba, T.Yoshinaga, Y.Iwamoto, S.Numprasertchai, N.Saitoh, K.Ootsu, and M.Hori: "Efficient Implementation of a Parallel Object-Oriented Language A-NETL on Multicomputers"Proc, France-Japan Workshop on Object-Based Parallel and Distributed Computation, Object-Based Parallel and Distributed Programming, HERMES Science Publications. 75-93 (2000)
• [Publications] K.Ootsu, W.Yoshinari, F.Furukawa, T.Yoshinaga, and T.Baba: "A Speculative Multithreading with Selective Multipath Execution"Proc, Int. Workshop on Innovative Architecture for Future High-Performance Processors and Systems. 46-52 (1999)
• [Publications] N.Kohata, T.Yamaguchi, M.Sato, T.Baba, and H.Hashimoto: "Dynamic Formation Generating for Intelligent Transport Systems using Algorithm to Select Function by Environmental Information"Proc. of IEEE/IEEJ/JSAI Conference on Intelligent Transportation Systems(ITSC'99). 798-803 (1999)
• [Publications] N.Kohata, T.Yamaguchi, M.Takahide, T.Baba, and H.Hashimoto: "Dynamic Formation on Mobile Agents and its Evolutionary Parallel Computation"Proc. of IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics(SMC'99). Vol.1. 272-277 (1999)
• [Publications] N.Kohata, T.Yamaguchi, T.Baba, and H.Hashimoto: "Intelligent Transport Systems based on Diversity Growing using Evolutionary Parallel Computation"Proc. of The 25th IEEE International Conference on Industrial Electronics, control and Instrumentation (IECON'99). Session ETSS-7 (1999)
• [Publications] 古川文人,大津金光,吉永努,馬場敬信: "システムオンチップ化ノードで構成する並列計算機のシミュレーション環境"並列処理シンポジウム(JSPP'99). 211 (1999)
• [Publications] 岩本善行,大津金光,吉永努,馬場敬信: "受信メッセージ予測法の実装と評価"並列処理シンポジウムJSPP'99. 151-158 (1999)
• [Publications] 林匡哉,堀田真貴,吉永努,大津金光,馬場敬信: "適応ルータの効率的な並列デッドロックリカバリ方式の提案"並列処理シンポジウム(JSPP'99). 55-62 (1999)
• [Publications] 大津金光,吉永努,馬場敬信: "複数パス投機実行モデルの有効性の検証"情報処理学会研究報告. Vol.99,No.67,99-ARC-134. 103-108 (1999)
• [Publications] 土屋竜太,大津金光,吉永努,馬場敬信: "MPIとマルチスレッドによる静的タイミング解析の並列処理"情報処理学会研究報告. Vol.2000,No.23,2000-ARC-137-18,2000-HPC-138-18. 101-106 (2000)
• [Publications] 古川文人,渡辺健太郎,大津金光,吉永努,馬場敬信: "並列計算機ノードのシステムオンチップ化とその性能"情報処理学会研究報告. 99-ARC-134-6. 25-30 (1999)
• [Publications] 堀田真貴,林匡哉,中村さゆり,吉永努,大津金光,馬場敬信: "RTL設計による並列計算機ルータの評価"情報処理学会研究報告. 99-ARC-134-12. 67-72 (1999)
• [Publications] 林匡哉,堀田真貴,中村さゆり,吉永努,大津金光,馬場敬信: "並列デッドロック回復ルータRecover-xの性能評価"情報処理学会研究報告. Vol.2000,No.1. 25-30 (2000)
• [Publications] 板野修次,八幡義家,足立涼子,岩本善行,大津金光,吉永努,馬場敬信: "商用並列計算機におけるメッセージ受信予測による高速化"情報処理学会第60回全国大会論文集. 発表番号2J-2. 1-83-1-84 (2000)
• [Publications] 八幡義家,板野修次,足立涼子,岩本善行,大津金光,吉永努,馬場敬信: "静的なプログラム解析による受信予測の高速化"情報処理学会第60回全国大会論文集. 発表番号2J-3. 1-85-1-86 (2000)
• [Publications] 中村さゆり,堀田真貴,林匡哉,吉永努,大津金光,馬場敬信: "デッドロック回復方式の違いによるルータの性能比較"情報処理学会第60回全国大会論文集. 発表番号2J-4. 1-87-1-88 (2000)
• [Publications] 馬場敬信: "コンピュータアーキテクチャ(改訂2版)"株式会社オーム社. 488 (2000)