2009 Fiscal Year Annual Research Report
メニーコアCPU環境に適したアクセスコスト考慮型ファイルキャッシュ機構
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21800061
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
上田 高徳 Waseda University, メディアネットワークセンター, 助手 (90546863)
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| Keywords | キャッシュ / ストレージシステム / オペレーティングシステム / データベース |
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| Research Abstract |
2009年度は、「メニーコア環境におけるファイルアクセス特性の分析」および「理論に基づいた新しいキャッシュアルゴリズムの導出」を進めた。本研究の基本的なアイデアは、二次記憶装置からの読み込みに時間が掛かる、すなわちアクセスコストが大きいデータをより長くキャッシュに留めることでシステム性能を高めることである。
まず、「アクセス特性の分析」を行い、アクセスコストのモデル化を目指した。Linuxカーネルのトレース機能を拡張し、データベースのファイルアクセスログを取得して解析した。その結果、半導体ストレージであるSSDを二次記憶装置に用いた場合のアクセスコストは読み込むデータサイズに大きく依存することが分かり、SSDのアクセスコストをモデル化することができた。一方、ハードディスクを用いた場合のアクセスコストはアクセス直前のヘッド位置に依存すると考えられるが、誤差が大きく、モデル化は2010年度の課題となった。
並行して、「理論に基づいた新しいキャッシュアルゴリズムの導出」を進めた。通常のキャッシュアルゴリズムは、将来アクセスされる可能性が最も低いと予想されるデータを追い出す。しかし、アクセスコストが大きいデータをより長くキャッシュに留めることで、リード待ち時間を削減できると考えられる。そこで、アクセスコストの総和の期待値を最小化することを目指した。Metrical Task Systemsと呼ばれるキャッシュモデルを拡張し、将来アクセスされる確率とアクセスコストの期待値の積が最小のデータを追い出せばアクセスコストの総和の期待値を最小化できることを示した。構築した理論に基づいてアクセスコスト考慮型キャッシュアルゴリズムを導出した。2010年度に、本アルゴリズムの実機評価を進める。なお、本研究の初期の研究成果は2009年7月に行われたiDB Workshopにて発表を行った。
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