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次世代高性能プロセッサにおけるレジスタレス構成方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12480072
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
研究機関京都大学

研究代表者

富田 眞治  京都大学, 情報学研究科, 教授 (40026323)

研究分担者 中島 康彦  京都大学, 経済学研究科, 助教授 (00314170)
森 眞一郎  京都大学, 情報学研究科, 助教授 (20243058)
北村 俊明  京都大学, 総合情報メディアセンター, 助教授 (10324683)
津邑 公暁  京都大学, 経済学研究科, 助手 (00335233)
五島 正裕  京都大学, 情報学研究科, 助手 (90283639)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
2001年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2000年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードDualflow / Wakeup / Select / JAVA / 値予想 / 値再利用 / SPARC / 事前実行 / 値予測 / バイトコード / 低消費電力
研究概要

第一に,Dualflowアーキテクチャの策定および性能評価を行った.レジスタという空間的制約の無い状況において,従来のアーキテクチャでは得られない,より高い命令レベル並列性の検出および高速化の可能性を明らかにした.また,命令選択機構が全体の性能を決定するスーパスカラプロセッサにおいて,従来のCAMベースの機構に対し,新たに提案したRAMベースの機構では,約2倍の高速化が可能であることを明らかにした.第二に,レジスタ空間を持たないJAVAアキテクチャの高速化について検討した.SpecJVM98に対して,命令畳み込みでは最大42%,値予測では最大29%のサイクル数を削減できることを明らかにした.また,演算ユニット単位にクロックを投入/停止する機構を仮定し,クロック分配系統の上流において投機的にクロック制御を行うことにより,性能低下を抑えつつ,消費電力の80%から90%が削減可能であることを明らかにした.第三に,レジスタ空間を持たない性質を利用し,現在研究段階にある値予測技術よりもさらに長距離の演算結果を予測し,実際の演算を全く行わずに演算結果を高速に求める関数値再利用技術の提案を行った.JAVA仮想マシンについては,SpecJVM98を用いた評価により,最大47%のサイクル数を削減できることを明らかにした.また,一般のRISCプロセッサおよびStanford-integerを用いた評価では,最大60%のサイクル数を削減できることを明らかにした.第四に,通常どおり再利用を行うプロセッサMSPとは別に,先行して再利用表への登録を行うプロセッサSSPを複数個設ける並列事前実行機構により,さらなる高速化を図った.SSPは,自身が有する局所メモリおよび再利用表への読み書きは行うものの,キャッシュおよび主記憶への書き込みは行わないため,MSPに対して悪影響を及ぼさない.Stanford-integerを用いて評価を行った結果,単一プロセッサでは全く効果のなかったプログラムについて,最大70%のサイクル数を削減できることを明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] 五島正裕: "Dualflowアーキテクチャの提案"並列処理シンポジウムJSPP2000論文集. JSPP2000. 197-204 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 五島正裕: "Dualflowアーキテクチャの命令発行機構"情報処理学会論文誌. Vol.42・No.4. 652-662 (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] 五島正裕: "スーパースケーラのための高速な動的命令スケジューリング方式"情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. HPS-3. 77-92 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Goshima: "A High-Speed Dynamic Instruction Scheduling Scheme for Superscalar Processors"Proc. 34th Annual Int'l Symp. on Microarchitecture. MICRO-34. 225-236 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 重田大助: "命令畳み込み,データ投機および再利用技術を用いたJava仮想マシンの高速化"情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. HPS-1. 28-38 (2000)

    • 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] 山田克樹: "Javaバイトコード実行におけるデータ再利用の分析"並列処理シンポジウムJSPP2001論文集. JSPP2001. 173-180 (2001)

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      「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] Masahiro Goshima and HaiHa Nguyen and Akiyoshi Agata and Shinichiro Mori and Shinji Tomita: "Proposal of the Dualflow architecture"Joint Symp. on Parallel Processing 2000. JSPP2000. 197-204 (2000)

    • 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] Masahiro Goshima and HaiHa Nguyen and Akiyoshi Agata and Yasuhiko Nakashima and Shinichiro Mori and Toshiaki Kitamura and Shinji Tomita: "Instruction issue logic of the Dualflow architecture"J. IPS Japan. 42-4. 652-662 (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] Masahiro Goshima and Kengo Nishino and Yasuhiko Nakashima and Shini chiro Mori and Shinji Tomita: "A High-Speed Dynamic Instruction Scheduling Scheme for Superscalar Processors"In Proceedings of 34th Annual International Symposium on Microarchitecture. MICRO-34. 225-236 (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] Daisuke Shigeta and Youhei Ogata and Katsuki Yamada and Yasuhiko Nakashima and Shinji Tomita: "High Speed Java Bytecode Execution Using Instruction Folding, Data Value Speculation and Data Value Reuse"J. IPS Japan. HPS1. 28-38 (2000)

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      「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] Katsuki Yamada and Hisanori Amasaki and Yasuhiko Nakashima and Masahiro Goshima and Shinichiro Mori and Toshiaki Kitamura and Shinji Tomita: "Analysis of Data Value Reuse on Java Bytecode Execution"Joint Symp. on Parallel Processing 2001. JSPP2001. 173-180 (2001)

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      「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] 五島正裕: "Dualflowアーキテクチャの提案"並列処理シンポジウムJSPP2000論文集. JSPP2000. 197-204 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 五島正裕: "Dualflowアーキテクチャの命令発行機構"情報処理学会論文誌. Vol.42・No.4. 652-662 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 五島正裕: "スーパースケーラのための高速な動的命令スケジューリング方式"情報処理学会論文誌 ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. HPS-3. 77-92 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Goshima: "A High-Speed Dynamic Instruction Scheduling Scheme for Superscalar Processors"Proc.34th Annual Int'l Symp. on Microarchitecture. MICRO-34. 225-236 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 重田大助: "命令畳み込み,データ投機および再利用技術を用いたJava仮想マシンの高速化"情報処理学会論文誌 ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. HPS-1. 28-38 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山田克樹: "Javaバイトコード実行におけるデータ再利用の分析"並列処理シンポジウムJSPP2001論文集. JSPP2001. 173-180 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 五島正裕,グェンハイハー,縣亮慶,森眞一郎,富田眞治: "Dualflowアーキテクチャの提案"JSPP2000論文集. JSPP2000. 197-204 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 五島正裕,グェンハイハー,縣亮慶,中島康彦,森眞一郎,北村俊明,富田眞治: "Dualflowアーキテクチャの命令発行機構"情報処理学会論文誌. Vol.42 No.4(採録決定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 重田大助,小川洋平,山田克樹,中島康彦,富田眞治: "命令畳み込み,データ投機および再利用技術を用いたJava仮想マシンの高速化"情報処理学会論文誌:ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. HPS1. 28-38 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山田克樹,尼崎央典,中島康彦,五島正裕,森眞一郎,北村俊明,富田眞治: "Javaバイトコード実行におけるデータ再利用の分析"JSPP2001論文集. JSPP2001(採録決定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 五島正裕,斎藤康二,小西将人,秤谷雅史,森眞一郎,富田眞治: "並列計算機JUMP-1における分散共有メモリ・システム"情報処理学会論文誌:ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. HPS2. 15-27 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小西将人,五島正裕,森眞一郎,富田眞治: "並列計算機JUMP-1における分散共有メモリ管理の実装"情報処理学会論文誌. Vol.42 No.5(採録決定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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