2016 Fiscal Year Research-status Report
次世代メモリのソフトウェア・エミュレーション技術の研究
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16K00115
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
広渕 崇宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報技術研究部門, 主任研究員 (20462864)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 了成 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報技術研究部門, 研究グループ長 (10509516)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 不揮発メモリ / ハイパーバイザ / 仮想マシン / 仮想計算機 / エミュレーション / MRAM / PCM / RRAM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、仮想計算機技術を用いて、次世代メモリが接続された計算機があたかも存在するかの状況をソフトウェア上で再現する手法（エミュレーション手法）を研究する。全体の研究期間3年において初年度にあたる平成28年度においては、エミュレーション機構の基礎となる技術の開発に取り組んだ。
第一に、先行して開発を進めてきたハイブリッド型メモリシステム向けのハイパーバイザについて、詳細な評価実験を行い、その結果を取りまとめて国際会議に投稿した。この先行開発技術は、本課題で取り組む次世代メモリの性能特性を再現する機構は備えないものの、本課題で必要となる任意の物理メモリ領域を仮想計算機の任意のメモリ領域に割り当てる機構および仮想計算機のメモリアクセス量をリアルタイムに計測する機構を有している。これら今後のエミュレーション手法の開発で必要となる2つの技術について、実装の完成度を高め綿密な動作確認を行った。投稿した論文は国際会議において最優秀論文賞を獲得した。
第二に、次世代メモリの性能特性を再現する機構について、基礎的なプロトタイプを設計した。次世代メモリとして見立てたDRAM領域に対するタスクのメモリアクセス量を計測し、その量に応じてCPU割当時間をリアルタイムに調整することで、擬似的に次世代メモリの性能特性を再現する。文献調査の結果、既存の類似研究が存在するものの、次世代の不揮発メモリが備える、読み込みレイテンシと書き込みレイテンシが異なるという特性を再現できないことが分かった。一方、我々の提案技術では、CPUのライトバック動作を分析して、読み書きレイテンシが異なる影響を考慮して性能特性を再現する手法を開発した。提案機構のプロトタイプを実装し、改善の余地があるものの、ある程度の精度で性能特性を再現できることを確認した。評価を取りまとめ、査読付きシンポジウムで発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り順調に推移している。我々のアイディアと類似する既存研究が存在したのは予想外であったが、読み書きレイテンシが異なる次世代メモリを再現できないという大きな問題点を抱えており、我々の研究に対する影響は極めて限定的であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロトタイプを実装した性能特性再現手法について、その精度を詳細に評価するとともに、改良手法を検討する。現在は入手できない次世代メモリを想定する本研究において、その性能特性の再現精度をどのように定量的に議論するのかという点は一つの課題であり、今後検討を進める。査読付きシンポジウムに投稿した論文を発展させ、国際会議への投稿を目指す。
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| Causes of Carryover |
RAとして学生を雇用することを見込んでいたが、給与の発生しない技術研修生として採用したため、人件費の支出が不要となった。また技術研修生を採用する上での費用は、所属研究機関から支援を得ることができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次世代不揮発メモリ（3D Xpoint）の出荷が2017年度に予定されるとの情報を得た。入手可能になり次第購入し、評価実験において用いる計画である。
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Research Products
(4 results)
