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コア数と動作周波数の動的変更によるメニーコア・プロセッサ性能向上手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 13J02888
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関九州大学

研究代表者

今村 智史  九州大学, システム情報科学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードメニーコア・サーバシステム / 並列アプリケーション / グラフ解析アプリケーション / メモリシステム / Row-buffer / 電力効率 / メニーコアサーバシステム / パワーキャッピング / NUMA アーキテクチャ / DVFS / スレッドアロケーション / メニーコア・システム / 消費電力制約 / NUMAアーキテクチャ / 動作周波数
研究実績の概要

本研究の目的は、サーバシステムにおけるアプリケーション実行時の電力効率を最大化することである。具体的には、数十個のプロセッサ・コアを搭載したメニーコア・サーバシステムにおいて、並列アプリケーションを実行する際の性能向上および消費電力の削減を目指している。サーバシステムの性能と消費電力は、演算を行うプロセッサとデータを格納するメモリシステムの性能と消費電力に大きく左右されるため、本研究の目的を達成するためにはその両方を考慮した電力効率最適化手法が必要不可欠である。 去年度までは、並列アプリケーションの特性に応じたハードウェア資源の管理手法を提案してきた。

本年度は、並列アプリケーションの実装に着目し、特に近年ソーシャルネットワークサービスや交通管理サービス等に広く応用されるグラフ解析アプリケーションの実装に焦点を当てた。このアプリケーションは莫大な量のデータに対する解析を行うため、数百から数千ギガバイトのメインメモリを必要とする。そのため、メインメモリの性能と消費電力がより重要となる。本研究では、マルチコア・シミュレータとメインメモリ・シミュレータを用いてグラフ解析アプリケーションのメモリアクセスパターン解析を行った。その結果、メインメモリのバンク並列性は効率的に利用されているものの、そのメモリアクセスのほとんどは row-buffer ミスおよびコンフリクトであることが明らかになった。つまり、メモリアクセスが row-buffer ヒットとなる場合に比べ、メモリアクセスにより長い時間を要し、より多くの電力を消費しているということが分かった。そこで、現在、該当アプリケーションのアルゴリズムとデータ構造を分析し、メモリアクセスを row-buffer ヒットとすることで性能向上および消費電力削減を狙うメインメモリ上でのデータ配置を検討している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Power-Capped DVFS and Thread Allocation with ANN Models on Modern NUMA Systems2014

    • 著者名/発表者名
      今村智史
    • 学会等名
      The 32nd International Conference on Computer Design
    • 発表場所
      韓国 ソウル
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Power-Performance Optimisation through Dynamic Core and Frequency Scaling on Manycores2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Imamura
    • 学会等名
      International Symposium on Expertise in Sustainable Society
    • 発表場所
      Lisburn, UK
    • 年月日
      2013-06-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 今村智史のホームページ

    • URL

      http://www.c.csce.kyushu-u.ac.jp/~s-imamura/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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