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パケット処理キャッシュを用いたパケット予測処理に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K18022
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

八巻 隼人  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (20782197)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードインターネットルータ / パケット処理キャッシュ / 省電力 / 高スループット / パケット予測 / TCAM / パケット予測処理 / パケット処理 / 初期参照ミス / ルータ / キャッシュ / データ予測
研究成果の概要

本研究では,インターネットルータのテーブル検索を高速化・省電力化するパケット処理キャッシュ(PPC: Packet Processing Cache)において,近い将来に到着するパケットを予測して事前にテーブル検索を行い,その結果をキャッシュするパケット予測処理機構を提案した.研究成果として,近年研究が進められている多階層PPCに本機構を適用することで,従来の1.38倍のスループットを74%の消費電力で実現できることを明らかにした.また,提案機構のハードウェア実装にかかるオーバーヘッドはPPCの実装回路全体の1%程度であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果により,これまで1Tbps程度の処理速度が限界と見込まれていたインターネットルータのテーブル検索において,同程度の消費電力で1.5Tbps程度の処理速度を実現できることが示された.また,提案機構をハードウェア実装する際のハードウェアコスト量についても明らかとなった.本研究成果が波及することで,1Tbps以上の処理速度を備えたルータをこれまでよりも低コストに実現することが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] RPC: An Approach for Reducing Compulsory Misses in Packet Processing Cache2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaki Hayato、Nishi Hiroaki、Miwa Shinobu、Honda Hiroki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103.D 号: 12 ページ: 2590-2599

    • DOI

      10.1587/transinf.2020EDP7035

    • NAID

      130007948506

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2020-12-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective cache replacement policy for packet processing cache2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaki Hayato
    • 雑誌名

      International Journal of Communication Systems

      巻: 33 号: 14

    • DOI

      10.1002/dac.4526

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Memory Design for High-Throughput and Low-Power Table Lookup in Internet Routers2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaki Hayato
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Computer Science and Applications

      巻: 11 号: 6 ページ: 61-69

    • DOI

      10.14569/ijacsa.2020.0110608

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Cache Architecture for Table Lookups in an Internet Router2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaki Hayato
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Computer Science and Applications

      巻: 11 号: 5 ページ: 664-672

    • DOI

      10.14569/ijacsa.2020.0110581

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Routing/ARP/ACL/QoSごとのテーブル分離パケット処理キャッシュ2021

    • 著者名/発表者名
      長田大樹,田中京介,八巻隼人,三輪忍,本多弘樹,五島正裕
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告 2021-ARC-244
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Cache Architecture for Packet Processing in Internet Routers2020

    • 著者名/発表者名
      Hayato Yamaki
    • 学会等名
      2020 Future of Information and Communication Conference (FICC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Level Packet Processing Caches2019

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Tanaka, Hayato Yamaki, Shinobu Miwa and Hiroki Honda
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1Tbps実現に向けたルータのメモリ階層の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      田中京介,八巻隼人,三輪忍,本多弘樹
    • 学会等名
      第225回システム・アーキテクチャ研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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