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実行時プログラム再構成による投機的並列アーキテクチャの研究

研究課題

研究課題/領域番号 11480063
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関東京大学

研究代表者

平木 敬  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (20238348)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2001年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2000年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1999年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード投機的実行 / 自動並列化 / プログラム再構成 / バイナリ変換 / スレッド並列性 / 投機的メモリアクセス / シミュレーション / SPMD / マルチスレッド / 再利用 / 重複実行 / 投機的メモリ / バイナリトランスレーション / 命令レベル並列性 / 実行時プログラム再構成 / SMT / スレッドレベル並列性 / 並列処理 / オンチップマルチプロセッサ
研究概要

実行時プログラム再構成法は、逐次バイナリプログラムを、CPUチップ内ハードウェアを用いて動的に並列スレッドに再構成し、再構成されたスレッドを投機的に実行することにより、逐次プログラム実行の高速化を実現する方式である。本研究「実行時プログラム再構成による投機的並列アーキテクチャの研究」では、実行時に逐次バイナリプログラムを再構成する方式、投機実行の方式、特にメモリ投機機構と実行のコミットメント機構を確立した。また、並列投機実行の速度を更に高めることを目的として、実行直前に逐次バイナリプログラムに対してバイナリ・トランスレーションを実施し、並列化が可能なプログラム区間に対するマーキングを実施しCPUにおける再構成時間を著しく短縮する方式を提案した。
これら、提案方法の性能を評価するため、レジスタトランスファーレベルの詳細はシミュレータを開発した。開発したシミュレータは、MIPSアーキテクチャ類似の命令体系を持つものであり、投機的並列キャッシュメモリを持つ。このシミュレータを用い、非評価プログラムとしてSPECベンチマークの一部を用いた評価を行った。評価の結果、提案方式は浮動小数点計算において大きな高速化を実現するとともに、従来自動並列化が困難であった整数系プログラムにおいてもある程度の高速化を達成した。これらの結果から、実行時プログラム再構成方式は、既存の逐次プログラムを自動的に並列化し、高速実行することを実現する方式であることが示された。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 中村 誠, 平木 敬: "二項順序関係により投機的メモリアクセスを制御するキャッシュシステム"電子情報通信学会技術報告(デザイン・ガイア). 42-5. 22-29 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 玉造 潤史, 平木 敬: "実行時プログラム再構成チップマルチプロセッサ"情報処理学会アーキテクチャ研究会研究報告. 10-23. 7-13 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hiraki et al.: "Data Reservoir : Utilization of Multi-Gigabit Backbone Network for Data-Intensive Research"Proc. SC2002. 1-10 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nakamura and K. Hiraki: "A cache memory system for speculative execution that utilize binary ordering relation"Technical Report of IEICE, CPSY. 45-2. 22-29 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Tamatsukuri and K. Hiraki: "Architecture of chip multiprocessor with runtime program restructuring"Technical Report of IPSJ, ARC. 10-23. 7-13 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hiraki et al.: "Data Reservoir : Utilization of Multi-Gigabit Backbone Network for Data-Intensive Research"Proc. SC2002, http://www.sc02.org. (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 玉造潤史, 平木 敬: "実行時再構成アーキテクチャの評価"JSPP02論文集. 2002.

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Junji Tamatsukuri, Kei Hiraki: "Control flow speculation with runtime restructuring"Proc. Int. Conf. Supercomputing. 12. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Niwa,J.,Matsumoto,T.,and Hiraki,K: "Comparative Study of Page-based and Segment-based Software DSM through Compiler Optimization"Proc.of the 2000 Int.Conf.on Supercomputing. (ICS'00),ACM press. 284-295 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原豊,平木敬: "レイテンシ予測に基づいた命令フェッチ機構."電子情報通信学会技術研究報告. 100・20. 7-14 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 平澤将一,松本尚,平木敬: "ソフトウェア高レベルデータ値予測方式の予備評価."電子情報通信学会技術研究報告CPSY2000-51. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 中村誠,平木敬: "スレッドレベル投機における投機的メモリアクセス機構"電子情報通信学会技術研究報告. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 高木将通,平木敬: "高度パイプライン化SMTプロセッサ上のトレースに基づく複数パス実行方式"電子情報通信学会技術研究報告. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 丹羽純平,松本尚,平木敬: "ソフトウェアDSM機構を支援する最適化コンパイラ"情報処理学会論文誌. 42・4. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 清史,松本 尚,平木 敬: "軽いハードウェアによる分散共有メモリ機構"情報処理学会論文誌. 40,No.5. 2025-2036 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Niwa,J.,Inagaki,T.,Matsumoto,T.,Hiraki,K.: "Evaluation of Compiler-Assisted Software DSM Schemes for a Workstation Cluster"Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High Performance Processors and Systems. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Niwa,J.,Matsumoto,T.,Hiraki,K.: "Comparative study of page-pased and segment-based software DSM Through compiler optimization"Conf.Supercomputing IEEE and ACM. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki,S.,Matsumoto,T.,Hiraki,K.: "On the Schedulability Conditions on Partial Time Slots"Proceedings of 6th International Conference on Real-Time Computing Systems and Applications. 166-173 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 高木 将通,松本 尚,平木 敬: "ソフトウェアシミュレータ上でのSPLASH-2ベンチマークの挙動に関する研究"情報処理学会研究報告 ARCH134-6. 99,No.67. 31-36 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 新野 竜太,松本 尚,平木 敬: "拘束シリアルリンク結合に基づくアーキテクチャのボードレベルシミュレーション"情報処理学会研究報告 ARCH135-9. 99,No.100. 57-62 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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