2012 Fiscal Year Annual Research Report
補助スレッドによるメニーコアプロセッサの動的アーキテクチャ最適化の研究
| Project/Area Number |
24680004
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
近藤 正章 電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 准教授 (30376660)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 計算機アーキテクチャ / 並列処理・分散処理 / ハイパフォーマンスコンピューティング / メニーコア / マルチスレッド |
|---|
| Research Abstract |
補助スレッドによるプロセッサ内部アーキテクチャ構成の最適化を目的とする本研究の開始にあたり、本年度は主としてキャッシュラインの置換制御アルゴリズムに着目して研究を行った。既存のシミュレータを利用し、キャッシュ置換制御アルゴリズムの違いが性能へ与える影響を調査しつつ、どのような制御により性能向上が見込めるかを確認するために、いつくかの置換制御アルゴリズムをハードウェア機構として実装した際の効果を検証した。また、キャッシュ置換をソフトウェアから制御することによる初期評価を既存シミュレータを改良することで評価した。その結果、アプリケーションの特徴に応じてソフトウェアから制御することで、ある程度の性能向上効果が得られるという重要な知見を得ることができた。また、実際にソフトウェアを変更することでキャッシュ置換を柔軟に制御できることも確認することができた。一方で、制御アルゴリズムをハードウェア機構として実装した場合に比べて性能向上率が高くないことが判明した。これは、ソフトウェア制御がハードウェア制御に比べ低速であり、頻繁に生じるキャッシュミスイベントに対して制御速度が追いつかず、場合によっては3分の1程度のイベントに対してしか最適化制御が行えていないことが原因であった。そこで、ソフトウェア制御が低速である点を考慮し、補助スレッドから各要素の制御が効率的に行えるアーキテクチャサポートの開発が重要であることがわかった。
また、本評価で当初利用したシミュレータ環境では8コア程度のマルチコアまでしか評価を行えないことが判明したため、シミュレーション環境を変更して本研究のための実験環境を構築することが必要であることがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アーキテクチャ制御アルゴリズムの違いが性能に与える影響調査や、評価環境の構築準備などを当初の計画通りに行うことができたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
評価・実験環境の構築を進めつつ、アーキテクチャ制御を行うためのアルゴリズム開発や、動的な制御アルゴリズムの使い分けといった、プロセッサ内部動作最適化の戦略を検討し構築する。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験環境構築にあたり、ベースとなるシミュレーションツールの選定中であったため、今年度は主に既存の研究環境を利用して初期実験を行った。次年度は、開発するシミュレーション環境にあわせて、サーバ用計算機の増設等を行う予定である。
|
