| 研究課題/領域番号 |
20J14713
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分60040:計算機システム関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
黒川 陽太 山口大学, 創成科学研究科, 助教
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | Network on Chip / 耐故障ルーティング法 / 評価方法 / 2D torus NoC / 2D mesh NoC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，耐故障性を有する小面積で高性能なメニーコアシステムを実現することを目的とする．近年，科学技術計算や機械学習などの大規模計算のために，高性能なメニーコアプロセッサが求められている．しかし，それが実装されるVLSIチップでは，製造時や稼動時に故障の発生は避けられないため，プロセッサコア（コア）間の通信では，故障を含むと正確に通信が行えず，システム全体が正常に動作しなくなる．そこで，故障を避け確実に送信先のコアへデータを転送することを保証する手法を明らかにする研究を行う．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，耐故障性を有する小面積で高性能なネットワークオンチップ（NoC）型のメニーコアシステムを実現することである．そのために，ハードウェアとソフトウェアの両側面から，システムの性能の向上を図る．故障箇所を避けるための耐故障ルーティング法には，コア（処理装置）とルータ（通信装置）をノードとするネットワーク上でパケット通信を行う際，故障ノードを迂回することにより，通信遅延が増加する問題がある．この問題に対して，ハードウェアの側面から，ネットワークを拡張するアプローチを考案し，それを基にした（1）新たな耐故障ルーティング法を提案した．また，NoC上で実際のプログラムを実行した際，通信遅延が実行時間に与える影響を明らかにするための（２）評価方法を提案した．
（1）においては，ノードの周辺にスイッチとリンクを追加することでネットワークを拡張し，ノードが故障した場合に，当該ノードをバス化してパケットが通過することを可能にした新たなネットワークアーキテクチャを考案し，これを基に耐故障ルーティング法を提案した．その結果，ネットワークサイズやノード故障率などを変化させた場合，提案手法の通信遅延が従来の手法よりも約78.6%削減できることを明らかにした．
（2）においては，実際の並列プログラムを使用してプログラムの処理時間やプロセス間の通信パターンを抽出し，その情報を基に耐故障ルーティングのシミュレーションを行うことで実行時間を測定し，評価するための方法を提案した．その結果，前年度に提案した耐故障ルーティング法は従来手法よりも実行時間が約56%削減できることを明らかにした．
以上の結果から，本ルーティング法では，通信遅延が削減できることを明らかにし，本評価法では，実際のプログラムを用いて耐故障ルーティング法が実行時間に与える影響を明らかにできるようにした．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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