2004 Fiscal Year Annual Research Report
細粒度マルチスレッド処理原理による並列分散処理カーネルウェアの研究
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15200002
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
雨宮 真人 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (90202697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 隆三 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (20274483)
谷口 秀夫 岡山大学, 工学部, 教授 (70253507)
藤田 博 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (70284552)
峯 恒憲 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (30243851)
日下部 茂 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (70234416)
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| Keywords | 細粒度マルチスレディング / 並列分散処理 / オーネルウェア / FUCEアーキテクチャ / スレッド管理機構 / FPGA / オペレーティングシステム / マルチエージェント |
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| Research Abstract |
本年度は主にアーキテクチャとカーネルウェアについて検討を行った.アーキテクチャに関する検討として,プロセッサの性能評価をVHDLシミュレータ上でハードウェア記述言語を用いて記述したプロセッサを動作させることで行った.本プロセッサは命令レベルの並列性ではなくスレッドレベルの並列性に着目し,排他的マルチスレッド実行モデルに基づき複数のスレッドを効率良く実行する.そのため高速なスレッドの実行管理を行う機能ユニットとしてThread Activation Controllerを持ち,スレッドの継続や同期といったスレッドの管理をハードウェアで行う.また複数のスレッドを効率良く実行するプロセッサの特長を生かすため,スレッド間パイプライン並列実行方式を利用したプログラミング手法について評価を行った.評価によってスレッドプログラムにおいてスレッドの並列実行性能を確認でき,プロセッサが複数スレッドを効率的に並列実行できるとわかった.またハードウェア記述言語を用いて記述したプロセッサを実験用FPGAボード上へ実装した.カーネルウェアに関して,細粒度マルチスレッド実行環境におけるオペレーティングシステムの構成法のうちプロセススケジューリング法についての研究を行った.細粒度マルチスレッド実行マシンでは効率的なスレッド実行のためにハードウェアでスレッドを制御しているため,個々のスレッドの動作・停止をオペレーティングシステムから厳密に制御することはできないという問題があった.そこでオペレーティングシステムの負担を最小にしつつ信頼性が確保可能なスレッドスケジューリング機構を提案した.さらに提案したスケジューリング法を効率的に検証する手法を考案した.具体的にはUNIX環境におけるプロセスを細粒度スレッドにみたてて動作させ,その動作を観測することで細粒度マルチスレッド制御法の評価を行う手法である.本手法で得られた結果は簡便ながらVHDLによるハードウェアシミュレータを用いた評価手法と比較しても同等程度信頼できるとわかった.さらにイベント駆動によるプリエンプトなしのマルチスレッド実行機構におけるスレッド実行処理の連続性や性質に着目し,事象待ち状態をなくすプログラム実行制御法を提案した.またFUCEアーキテクチャ上に動作させる応用アプリケーションとして充足可能性問題(SAT問題)を解くSATソルバやエージェントコミュニティを用いたP2P型情報検索手法の開発を行った.
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