| 研究課題/領域番号 |
14380136
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計算機科学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中村 宏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20212102)
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| 研究分担者 |
南谷 崇 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (80143684)
佐藤 三久 筑波大学, システム情報工学研究科, 教授 (60333481)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
16,500千円 (直接経費: 16,500千円)
2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2002年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
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| キーワード | プロセッサアーキテクチャ / メモリ階層 / ソフトウェア可制御メモリ / 低消費電力 / コンパイラ / ダイナミック消費電力 / スタティック消費電力 / レジスタ / 低消費電力プロセッサ / ダイナミック消費エネルギー / スタティック消費エネルギー / リーク電流 / 温度依存最適化 / レジスタファイル / 動的消費電力 / 静的消費電力 / 計算機アーキテクチャ / メモリシステム / マイクロプロセッサ / コンパイル技術 / キャッシュメモリ / 計算機アークテクチャ |
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| 研究概要 |
本研究は、プログラムの将来の挙動を含む大局的な情報を活用できるコンパイラと協調することで、メモリ階層の利用を最適化し、高性能化と低消費電力化の両方を達成することを目指している。まず、アーキテクチャの観点からは、メモリ階層間データ転送を最適化しチップ外メモリアクセスを最小限に抑止可能なチップ上のメモリアーキテクチャとして、キャッシュメモリとソフトウェア可制御メモリの両方をプロセッサチップ上に実装し、両者の構成を実行中に再構成可能とする機構を提案した。また、レジスタに関しても性能を低下させることなく消費電力を抑えることのできる構成を提案した。さらに、低消費電力化を可能とするために、これらのメモリ機構に対し、部分的に電源をオフにする機構を提案した。次に、これらのアーキテクチャ上の機構と協調して高性能化と低消費電力化を達成するコンパイルアルゴリズムを開発した。プロセッサの消費エネルギーはダイナミック消費エネルギーとスタティック消費エネルギーからなるが、ソフトウェア可制御メモリを搭載したプロセッサでは、これらは両方ともソフトウェア可制御メモリの利用率に依存しており、全く独立に最小化することはできない。そこでまず、これらのエネルギーを、半導体テクノロジーのパラメータとソフトウェア可制御メモリの利用率を用いてモデリングした。次に、スタティック消費電力の原因であるリーク電流のうち、最も多くを占めるサブスレッショルドリーク電流は、温度に指数的に依存することに着目し、プロセッサ全体の消費エネルギー最適化を目的として、プログラム実行中にプロセッサチップ温度に応じて、動的にソフトウェア可制御メモリの利用率を最適化するコンパイル手法を開発した。最終年度のシミュレーションによる統合評価により、これらの提案手法の有効性を示すことができた。
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