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高信頼化と低消費電力化の両立を目的とした環境適応型プロセッサに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17680005
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
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

井上 弘士  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80341410)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)
2007年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2006年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2005年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードマイクロプロセッサ / 低消費電力 / 信頼性 / 動的最適化 / マイクロ・アーキテクチャ
研究概要

今年度は、これまでに考案したプロセッサ・アーキテクチャならびにメモリ・アーキテクチャの定量的評価を実施した。また、システム動作環境に適応することで無駄な消費エネルギー消費を回避する新しいメモリ構成法を考案した。具体的には、以下の研究課題に取り組んだ。
・カスタム命令実行に基づく高信頼/低消費エネルギー・プロセッサの評価:平成18年度に考案した「カスタム命令実行によるプロセッサの高性能化」を基本とし、提案方式の消費エネルギー削減効果を明らかにした。また、プロセッサ構成要素へのアクセス頻度を削減可能であり、これに基づく信頼性の向上も期待できることが分かった。
・高信頼/低消費リークエネルギー・キャッシュの高性能化:これまでに提案している電源電圧の供給停止に基づく高信頼/低消費エネルギー・キャッシュの性能オーバヘッド低減方式を評価した。その結果、提案方式により、高い信頼性の確保、リーク消費電力、ならびに、性能低下の隠蔽といった要求を同時に満足可能であることが明らかになった。
・環境適応型低消費エネルギー・キャッシュの考案と評価:今年度、動作環境におうじてキャッシュサイズを適応的に調節することで、キャッシュの消費エネルギーを削減できる新しいアーキテクチャを考案した。また、その評価を行い、提案方式の有効性を明らかにした。これに加え、メモリ内の複数ビットにおいて同時にエラーが発生する状況を想定し、これらのエラー検出ならびに訂正を可能にしつつ、信頼性向上において発生する消費エネルギー・オーバヘッドを低減する新しいメモリ構成法を考案し、その有効性を示した。
また、国内外の会議において上記の研究成果を報告した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (30件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] A Reconfigurable Functional Unit with Conditional Execution for MuIti-Exit Custom Instructions2008

    • 著者名/発表者名
      H, Noori・F, Mchdipour・K, Murakami・K, Inoue・M. S., Zamani
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics(採録決定) (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Aware Configurable Cache to Reduce Energy in Embedded Systems2008

    • 著者名/発表者名
      H, Noori・M, Goudarzi・K, Inoue・K, Murakami
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics(採録決定) (in press)

    • NAID

      10026817288

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Architecture Framework for an Adaptive Extensible Processor2008

    • 著者名/発表者名
      H, Noori・F, Mehdipour・K, Murakami・K, Inoue・M.S., Zamani
    • 雑誌名

      Journal of Supercomputing, Springer Netherlands(採録済み) (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Improving Performance and Energy Saving in a Reconfigurable Processor via Accelerating Control Data Flow Graphs, "IEICE Transactions on Electronics"2007

    • 著者名/発表者名
      F, Mehdipour・H, Noori・M.S., Zamani・K, Inoue・K, Murakami
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics Vol. E90-D,no.12

      ページ: 1956-1966

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Effect of Temperature on Cache Size Tuning for Low Energy Embedded Systems2007

    • 著者名/発表者名
      H. Noori, M. Goudarzi, K. Inoue, and K. Murakami
    • 雑誌名

      The 17th ACM Great Lakes Symposium on VLSI

      ページ: 453-456

    • NAID

      120006655386

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Return Address Protection on Cache Memories2006

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics Vol.E89-C, No.12,

      ページ: 1937-1947

    • NAID

      110007538753

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Lock and Unlock: A Data Management Algorithm for A Security-Aware Cache2006

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems

      ページ: 1093-1096

    • NAID

      120006655380

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Supporting A Dynamic Program Signature: An Intrusion Detection Framework for Microprcessors2006

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems

      ページ: 160-163

    • NAID

      120006655381

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An Integrated Temporal Partitioning and Mapping Framework for Handling Custom Instructions on a Reconfigurable Functional Unit'2006

    • 著者名/発表者名
      F. Mehdipour, H. Noori, M. S. Zamani, K. Murakami, M. Sedighi, and K. Inoue
    • 雑誌名

      Proc. of 11th Asia-Pacific Conference

      ページ: 219-230

    • NAID

      120006655376

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Custom Instruction Generation Using Temporal Partitioning Techniques for a Reconfigurable Functional Unit2006

    • 著者名/発表者名
      F. Mehdipour, H. Noori, M. S. Zamani, K. Murakami, K. Inoue, and M. Sedighi
    • 雑誌名

      The 2006 IFIP International Conference on Embedded And Ubiquitous Computing

      ページ: 722-731

    • NAID

      120006655367

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A RECONFIGURABLE FUNCTIONAL UNIT FOR AN ADAPTIVE DYNAMIC EXTENSIBLE PROCESSOR2006

    • 著者名/発表者名
      H. Noori, F. Mehdipour, K. Murakami, K. Inoue, and M. Saheb Zamani
    • 雑誌名

      Proc. of 2006 International Conference on Field Programmable Logic and Applications

      ページ: 781-784

    • NAID

      120006655368

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 待機ラインへの参照密度に基づく低リーク・キャッシュの高性能化2006

    • 著者名/発表者名
      小宮礼子, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      先進的計算基盤システムシンポジウム

      ページ: 3-12

    • NAID

      120006654346

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] キャッシュメモリ中の衰退ラインを利用したメモリ整合性検証の高速化2006

    • 著者名/発表者名
      坂口 高宏, 井上 弘士, 村上 和彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 DC2006-2

      ページ: 67-72

    • NAID

      110004822622

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] メモリ・アーキテクチャ・ベンチマーキング手法の提案2006

    • 著者名/発表者名
      小野 貴継, 井上 弘士, 村上 和彰
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2006-EVA-18

      ページ: 1-8

    • NAID

      110004849933

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] チップマルチプロセッサにおけるキャッシュメモリの特性解析2006

    • 著者名/発表者名
      三原 智伸, 井上 弘士, 村上 和彰
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2006-ARC-169

      ページ: 79-84

    • NAID

      110004824132

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] プログラムの実行経路の偏りに注目した分岐予測法2006

    • 著者名/発表者名
      築地 孝典, 井上 弘士, 村上 和彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 ICD2006-40

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 演算結果再利用による高信頼かつ低消費電力なプロセッサに関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      橋口 陽祐, 井上 弘士, 村上 和彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 ICD2006-40

      ページ: 7-12

    • NAID

      110004748897

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance Optimization for Low-Leakage Caches based on Sleep-Line Access Density2006

    • 著者名/発表者名
      R.Komiya
    • 雑誌名

      Proc.of the Workshop on 4th Workshop on Optimizations for DSP and Embedded Systems (発表予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] General Overview of an Adaptive Dynamic Extensible Processor2006

    • 著者名/発表者名
      H.Noori
    • 雑誌名

      Proc.of the Workshop on IntroSpective Architectures (通しページ番号無し)

      ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Mode Control for Low-Power Caches based on Way-Prediction Accuracy2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E88-A, No.12

      ページ: 3274-3281

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of State-Preserving Leakage Reduction Algorithm for L1 Data Caches2005

    • 著者名/発表者名
      R.Komiya
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E88-A, No.4

      ページ: 862-868

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Secure Cache : Run-Time Detection and Prevention of Buffer Overflow Attacks2005

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue
    • 雑誌名

      Proc.of the Asia and South Pacific International Conference on Embedded SoCs (CD予稿集)

    • NAID

      120006655329

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Cost Effective Spatial Redundancy with Data-Path Partitioning2005

    • 著者名/発表者名
      S.Matsusaka
    • 雑誌名

      Proc.of the International Conference on Information Technology and Applications

      ページ: 51-56

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] バッファ・オーバフロー検出を目的としたセキュア・キャッシュの性能/消費電力解析2005

    • 著者名/発表者名
      井上弘士
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.ICD2005-188

      ページ: 43-48

    • NAID

      110003493780

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 常活性ラインに基づく高性能/低リーク・キャッシュの消費エネルギー評価2005

    • 著者名/発表者名
      小宮礼子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.ICD2005-188

      ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An Adaptive Dynamic Extensible Processor2005

    • 著者名/発表者名
      Hamid Noori
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.105, No.453

      ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] キャッシュ・ミス頻発ロード命令の特徴解析2005

    • 著者名/発表者名
      三輪英樹
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2005-ARC-165

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] キャッシュ・ミス頻発ロード命令を対象としたミス原因解析2005

    • 著者名/発表者名
      三輪英樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.105, No.226

      ページ: 43-86

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 待機ラインへの参照密度に基づく低リーク・キャッシュの動的制御2005

    • 著者名/発表者名
      小宮礼子
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2005-ARC-164

      ページ: 73-78

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 実行の振舞いを鍵情報とする不正プログラムの動的検出方式2005

    • 著者名/発表者名
      井上弘士
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2005-ARC-164

      ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Improving Energy Efficiency of Configurable Caches via Temperature-Aware Configuration Selection2008

    • 著者名/発表者名
      H, Noori・M, Goudarzi・K, Inoue・K, Murakami
    • 学会等名
      Internal Symposium on VLSI(ISVLST08)
    • 発表場所
      フランス
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Improved Policies for Drowsy Caches in Embedded Processors2008

    • 著者名/発表者名
      J, Zushi・G, Zeng・H, Tomiyama・H, Takada・K, Inoue
    • 学会等名
      Internal Symposium on Electronics Design, Test & Applications
    • 発表場所
      香港
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Design Space Exploration for a Coarse Grain Accelerator2008

    • 著者名/発表者名
      F, Mehdipour・H, Noori・M, S, Zamani・K, Inoue・K, Murakami
    • 学会等名
      Asia and South Pactfic Design Automation Conference
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Energy Consumption Evaluation of an Adaptive Extensible Processor2007

    • 著者名/発表者名
      H, Noori・F, Mehdipour・M, Goudarei・S, Yamaguchi・K, Inoue・K, Murakami
    • 学会等名
      Reconfigurable and Adaptive Architecture Workshop
    • 発表場所
      米国
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] The Effect of Nanometer-Scale Technologies on the Cache Size Selection for Low Energy Embedded Systems2007

    • 著者名/発表者名
      H, Noori, M, Goudarzi・K, Inoue・K, Murakami
    • 学会等名
      International Conference on Embedded Systems and Applications
    • 発表場所
      米国
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Management Technique to Mitigate Performance Degradation for Low-Leakage Caches2007

    • 著者名/発表者名
      R, Komiya・K, Inoue・K, Murakami
    • 学会等名
      The 10th IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips
    • 発表場所
      日本
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generating and Executing Multi-Exit Custom Instructions for an Adaptive Extensible Processor2007

    • 著者名/発表者名
      H, Noori・F, Mehdipour・K, Murakami・K, Inoue・M, Goudarzi
    • 学会等名
      The European Event for Electronic System Design & Test
    • 発表場所
      フランス
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] The Potential of Temperature-Aware Configyrable Cache on Energy Reduction2007

    • 著者名/発表者名
      Hamid, Noori・Maziar, Goudarzi・Koji, Inoue・Kazuaki, Murakmi
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告2007-ARC-173
    • 発表場所
      日本
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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