| 研究課題/領域番号 |
20K19770
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 (2021-2023)
広島大学 (2020) |
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研究代表者 |
安戸 僚汰 京都大学, 情報学研究科, 助教 (00846941)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 相互結合網 / メモリキューブネットワーク / トポロジ / ルーティング / ルータアーキテクチャ / メモリネットワーク / メモリキューブ / 計算機システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
AI（ディープラーニング）やビッグデータ解析が台頭する現在において，膨大なデータが経済や社会を変革する「データ駆動型社会」が加速している。その発展のためには大容量のメモリを要する計算基盤の開発が重要である。メモリ容量を増やすための次世代メモリ技術として，三次元積層を使ったメモリキューブという技術が確立されている。メモリキューブはルータを内臓し，自由につなげて相互結合ネットワークを構成することで大容量メモリシステムを構築できるが，その消費電力や通信遅延が大きいという問題がある。そこで本研究ではアーキテクチャの工夫によって大容量で低消費電力・低遅延のメモリキューブネットワークを探究する。
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| 研究成果の概要 |
本課題では，大容量かつ高速，スケーラブルなメモリキューブネットワークを研究した．メモリキューブネットワーク特有の設計制約を満たした中で，直径および平均距離が最小であるようなトポロジとして二重対角メッシュを提案した．また，二重対角メッシュ向けのルーティングを提示し，それが最短経路を常に通りデッドロックフリーであることを証明した．最後に，パイプラインの一部を省略できるルータアーキテクチャを設計し，どのパイプラインステージを省略すべきかを提示した．ネットワークシミュレーションおよびハードウェア評価で提案手法の優位性を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レイアウトとリンク長，次数の厳しい設計制約がある場合の最適なトポロジを明らかにしたことはメモリキューブネットワークが台頭してきた中で学術的に価値がある． さらにルーティング，ルータアーキテクチャまで一貫して提案したため理論的意義と実践的意義の双方が含まれる．
ディープラーニングやビッグデータ解析に代表される近年のアプリケーションにおいて，計算機のメモリ容量の要求は増加している．クラウドプラットフォームにおいて要求されるメモリ量は2015年頃から急速に増加している．そのため，提案するメモリキューブネットワークは大量のデータを扱う重要なアプリケーションを高速動作させる基盤技術として社会的意義がある．
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