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生産性と性能を両立する共有メモリ型大規模並列計算基盤

研究課題

研究課題/領域番号 17H01711
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 計算機システム
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

津邑 公暁  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00335233)

研究分担者 五島 正裕  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (90283639)
塩谷 亮太  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (10619191)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード計算機システム / 並列処理 / 共有メモリ / トランザクショナルメモリ / マルチスレッディング / 並行性制御 / ソフトウェア開発効率化 / ハードウェアトランザクショナルメモリ / スケジューリング / ソフトウエア開発効率化
研究成果の概要

並列処理プログラミングにおいて,トランザクショナルメモリ(TM)は,簡潔な記述で高い性能を達成可能なパラダイムとして有望視されているものの,そのハードウェア実装はマルチノードに対応しておらず,一方ソフトウェア実装は性能が十分でなく,いずれも高性能計算の基盤として用いるには十分でない。
本研究課題では,TMのスケジューリングや,競合アクセス解決方法の改良により性能を改善できることを示した上で,それらを組み込んだ,マルチノード対応TMのプロトタイプを実現した。このプロトタイプは未だ実用には不十分であるが,従来のTMが持つ問題を部分的に解決しており,TMの高性能計算基盤としての可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じて,シミュレーションにより検討したTMが持つべき機構やインタフェースについて得た知見は,将来の汎用プロセッサ上のTM実装に対して,あるべき道筋を与えることができるものである.
また本研究により実現した,マルチノード向けTMのプロトタイプにより,高性能計算基盤としてのTMの可能性が示された。更に研究を進めこのプロトタイプの実用性を向上させていくことで,高性能計算分野でこれまで用いられてきたMPIやOpenMPをこれで置き換えることが可能となる.その結果,TMの持つ高い生産性により,HPCを用いる多くの学術分野・産業の発展を促進することが期待できる.

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] ハイブリッドトランザクショナルメモリ高速化のためのハードウェア機構活用手法2020

    • 著者名/発表者名
      浅井 優太, 山下 淳, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 雑誌名

      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トランザクショナルメモリに適したグラフ処理プログラミングの検討2020

    • 著者名/発表者名
      山下 淳, 浅井 優太, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 雑誌名

      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 力検索機構の改良による自動メモ化プロセッサの省電力化2020

    • 著者名/発表者名
      武石 隆太郎, 津邑 公暁, 中島 康彦
    • 雑誌名

      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生産性と性能を両立する動画像処理環境の開発2020

    • 著者名/発表者名
      高岡 昌弘, 津邑 公暁
    • 雑誌名

      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionally-Predefined Kernel: a Way to Reduce CNN Computation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta INOUCHI, Hayato YAMAKI, Shinobu MIWA, Tomoaki TSUMURA
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing (PacRim 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一貫性検証手法の動的切り替えによるソフトウェアトランザクショナルメモリの高速化2019

    • 著者名/発表者名
      飯田 凌大, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 雑誌名

      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 静的解析に基づくGPUスケジューリングポリシーの選択手法2019

    • 著者名/発表者名
      川口 優樹, 津邑 公暁
    • 雑誌名

      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トランザクショナルメモリにおけるメモリアクセスパターンを考慮したポリシー動的切り替え手法2019

    • 著者名/発表者名
      小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 雑誌名

      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hardware Accelerated Marking for Mark & Sweep Garbage Collection2018

    • 著者名/発表者名
      KAWAMURA Shinji、TSUMURA Tomoaki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 4 ページ: 1107-1115

    • DOI

      10.1587/transinf.2017EDP7163

    • NAID

      130006602300

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation-Safe Speculative Access Control for Hardware Transactional Memory2018

    • 著者名/発表者名
      Tajimi Tomoki、Hayashi Masaki、Futamase Yuki、Shioya Ryota、Goshima Masahiro、Tsumura Tomoaki
    • 雑誌名

      Proc. 25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)

      巻: - ページ: 517-520

    • DOI

      10.1109/icecs.2018.8618020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Analysis and a Solution of False Conflicts for Hardware Transactional Memory2018

    • 著者名/発表者名
      Futamase Yuki、Hayashi Masaki、Tajimi Tomoki、Shioya Ryota、Goshima Masahiro、Tsumura Tomoaki
    • 雑誌名

      Proc. 25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)

      巻: - ページ: 529-532

    • DOI

      10.1109/icecs.2018.8617977

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Computational Scheduling of Box and Gaussian FIR Filtering for CPU Microarchitecture2018

    • 著者名/発表者名
      Norishige FUKUSHIMA, Yoshihiro MAEDA, Yuki KAWASAKI, Masahiro NAKAMURA, Tomoaki TSUMURA, Kenjiro SUGIMOTO, Sei-ichiro KAMATA
    • 雑誌名

      Proc. Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2018)

      巻: - ページ: 875-879

    • DOI

      10.23919/apsipa.2018.8659674

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Initial Study of a Phase-Aware Scheduling for Hardware Transactional Memory2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoki TAJIMI, Anju HIROTA, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/pacrim.2017.8121912

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ハイブリッドトランザクショナルメモリ高速化のためのハードウェア機構活用手法2020

    • 著者名/発表者名
      浅井 優太, 山下 淳, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] トランザクショナルメモリに適したグラフ処理プログラミングの検討2020

    • 著者名/発表者名
      山下 淳, 浅井 優太, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 力検索機構の改良による自動メモ化プロセッサの省電力化2020

    • 著者名/発表者名
      武石 隆太郎, 津邑 公暁, 中島 康彦
    • 学会等名
      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生産性と性能を両立する動画像処理環境の開発2020

    • 著者名/発表者名
      高岡 昌弘, 津邑 公暁
    • 学会等名
      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グラフ処理を題材とした最適なトランザクショナルメモリプログラミングの検討2020

    • 著者名/発表者名
      山下 淳, 浅井 優太, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ハードウェア機構の活用によるハイブリッドトランザクショナルメモリ高速化の検討2020

    • 著者名/発表者名
      浅井 優太, 山下 淳, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 記述性と性能を両立する動画像処理環境の検討と実装2019

    • 著者名/発表者名
      高岡 昌弘, 津邑 公暁
    • 学会等名
      デザインガイア2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 計算再利用によるプロセッサ省電力化の検討2019

    • 著者名/発表者名
      武石 隆太郎, 津邑 公暁, 中島 康彦
    • 学会等名
      2019年並列/分散/協調処理に関する『北見』サマー・ワークショップ (SWoPP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メモリアクセスパターンに基づくGPUスケジューリングポリシーの選択手法2019

    • 著者名/発表者名
      川口 優樹, 津邑 公暁
    • 学会等名
      HotSPA2019 (Hot SPring Annual meeting 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メモリアクセス解析に基づくトランザクショナルメモリのポリシー動的切り替え手法2019

    • 著者名/発表者名
      小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      HotSPA2019 (Hot SPring Annual meeting 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Computation Reuse と Approximate Computing2018

    • 著者名/発表者名
      津邑 公暁
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Isolation-Safe Speculative Access Control for Hardware Transactional Memory2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki TAJIMI, Masaki HAYASHI, Yuki FUTAMASE, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • 学会等名
      25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Analysis and a Solution of False Conflicts for Hardware Transactional Memory2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki FUTAMASE, Masaki HAYASHI, Tomoki TAJIMI, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • 学会等名
      25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Computational Scheduling of Box and Gaussian FIR Filtering for CPU Microarchitecture2018

    • 著者名/発表者名
      Norishige FUKUSHIMA, Yoshihiro MAEDA, Yuki KAWASAKI, Masahiro NAKAMURA, Tomoaki TSUMURA, Kenjiro SUGIMOTO, Sei-ichiro KAMATA
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Speculatively Granting Conflicting Accesses on Hardware Transactional Memory2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Tajimi, Yuki Futamase, Masaki Hayashi, Ryota Shioya, Masahiro Goshima, Tomoaki Tsumura
    • 学会等名
      ACM Student Research Competition (SRC), held in conjunction with MICRO-51
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トランザクショナルメモリとロックを併用する並行性制御手法2018

    • 著者名/発表者名
      林 昌樹, 二間瀬 悠希, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      The 2nd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] 学習済み重みを利用した畳み込みニューラルネットワークの学習法の初期検討2018

    • 著者名/発表者名
      横手 宥則, 三輪 忍, 井内 悠太, 津邑 公暁, 八巻 隼人, 本多 弘樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 軽量な一貫性検証によるソフトウェアトランザクショナルメモリの並列性向上に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      飯田 凌大, 津邑 公暁
    • 学会等名
      2018年並列/分散/協調処理に関する『熊本』サマー・ワークショップ (SWoPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カーネルテンプレート化と計算再利用によるCNNの計算量削減に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      井内 悠太, 津邑 公暁
    • 学会等名
      2018年並列/分散/協調処理に関する『熊本』サマー・ワークショップ (SWoPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 競合アクセスを投機的に許可するトランザクショナルメモリの検討2018

    • 著者名/発表者名
      多治見 知紀, 林 昌樹, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      HotSPA2018 (Hot SPring Annual meeting 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トランザクショナルメモリにおける競合誤検出の影響調査とその改善手法2018

    • 著者名/発表者名
      二間瀬 悠希, 林 昌樹, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      HotSPA2018 (Hot SPring Annual meeting 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Initial Study of a Phase-Aware Scheduling for Hardware Transactional Memory2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoki TAJIMI, Anju HIROTA, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • 学会等名
      IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing (PacRim 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーネルの類似性に基づく近似計算を行うCNNアクセラレータの検討2017

    • 著者名/発表者名
      進藤 智司, 松井 優樹, 八巻 隼人, 津邑 公暁, 三輪 忍
    • 学会等名
      第222回システム・アーキテクチャ・第183回システムとLSIの設計技術・第47回組込みシステム合同研究発表会(ETNET2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高抽象度言語とオートチューニング機能を持つ動画像処理環境2017

    • 著者名/発表者名
      古橋 一輝, 津邑 公暁
    • 学会等名
      第222回システム・アーキテクチャ・第183回システムとLSIの設計技術・第47回組込みシステム合同研究発表会(ETNET2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 最適な並行性制御を適用するコード生成手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      林 昌樹, 二間瀬 悠希, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      第222回システム・アーキテクチャ・第183回システムとLSIの設計技術・第47回組込みシステム合同研究発表会(ETNET2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CNN計算の省メモリ化のためのカーネル・クラスタリング手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      松井 優樹, 三輪 忍, 進藤 智司, 津邑 公暁, 八巻 隼人, 本多 弘樹
    • 学会等名
      第222回システム・アーキテクチャ・第183回システムとLSIの設計技術・第47回組込みシステム合同研究発表会(ETNET2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高電力効率なCNNアクセラレータ実現に向けたカーネルクラスタリングの応用の検討2017

    • 著者名/発表者名
      進藤 智司, 松井 優樹, 八巻 隼人, 津邑 公暁, 三輪 忍
    • 学会等名
      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 実行フェーズを考慮したトランザクショナルメモリのスケジューリング手法2017

    • 著者名/発表者名
      多治見 知紀, 廣田 杏珠, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • 学会等名
      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ハードウェア支援型GCの消費エネルギー評価2017

    • 著者名/発表者名
      早川 慎一郎, 河村 慎二, 津邑 公暁
    • 学会等名
      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自動メモ化プロセッサにおける復帰アドレス別の再利用率調査とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      松山 且樹, 藤井 政圭, 津邑 公暁, 中島 康彦
    • 学会等名
      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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