高性能コンピュータの方式に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22500045
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 安藤 秀樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40293667)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: コンピュータ・アーキテクチャ / メモリ・レベル並列 / マイクロプロセッサ

研究概要

低速な主記憶による性能低下を抑えることを目的に、メモリ・レベル並列(MLP: memory-level parallelism)を利用するコンピュータ・アーキテクチャについて研究を行った。MLP とは、主記憶へのアクセスを並列化することをいう。2 つの方式を提案した。1 つは、プロセッサが管理する命令数を仮想的に増加させ、コストの増加を抑えつつ MLPを促進する仮想リオーダ・バッファ方式である。もう 1 つは、多数の命令を管理できるようハードウェアの拡大は行うが、それによる悪影響、すなわち、クロック速度の悪化や命令レベル並列の阻害を抑制するため、適応的にそれらのハードウェアのサイズを変更する動的命令ウィンドウ・リサイジング方式である。評価を行った結果、通常のプロセッサに対し、仮想リオーダ・バッファ方式により 35%、動的命令ウィンドウ・リサイジング方式により 45%の性能向上を達成できることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Delay Evaluation of issue Queue in Superscalar Processors with Banking Tag RAM and Correct Critical Path Identification (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaguchi, Y. Kora, and H. Ando
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: Vol.E95-D, No.9 ページ: 2235-2246
  • NAID: 10031142840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delay Evaluation of issue Queue in Superscalar Processors with Banking Tag RAM and Correct Critical Path Identification (2012)
  • 著者名/発表者名: 1.K. Yamaguchi
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E95-D ページ: 2235-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Register File Size Reduction through Instruction Pre-Execution Incorporating Value Prediction (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and H. Ando
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: Vol. E93-D, No.12 ページ: 3294-3305
  • NAID: 10027989078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Register File Size Reduction through Instruction Pre-Execution Incorporating Value Prediction (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, et. al.
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E93-D ページ: 3294-3305
  • 査読あり
• [学会発表] 資源リサイジングとクロック周波数ブーストを適応的に切り替えるデュアルターボブースト (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口恭平, 塩谷亮太, 安藤秀樹
  • 学会等名: 2013 年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2013
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] 資源リサイジングとクロック周波数ブーストを適応的に切り替えるデュアルターボブースト (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口恭平
  • 学会等名: 2013年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2013
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 動的な資源のリサイジングを組み合わせたデュアルターボブースト (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口恭平, 塩谷亮太, 安藤秀樹
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2012-08-01
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式におけるロード/ストア・キューの単純化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣貴範, 塩谷亮太, 安藤秀樹
  • 学会等名: 2012 年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2012
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式におけるロード/ストア・キューの単純化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣貴範, 塩谷亮太, 安藤秀樹
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] L1 データ・キャッシュ・ミスに着目した命令発行キューの動的リサイジング (2012)
  • 著者名/発表者名: 有松優, 塩谷亮太, 安藤秀樹
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式におけるロード/ストア・キューの単純化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣貴範, ほか
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 電気通信大学(東京都)
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] L1データ・キャッシュ・ミスに着目した命令発行キューの動的リサイジング (2012)
  • 著者名/発表者名: 有松優, ほか
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 電気通信大学(東京都)
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式におけるロード/ストア・キューの単純化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣貴範
  • 学会等名: 2012年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2012
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 動的な資源のリサイジングを組み合わせたデュアルターボブースト (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口恭平
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Evaluation of Issue Queue Delay: Banking Tag RAM and Identifying Correct Critical Path (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaguchi, Y. Kora, and H. Ando
  • 学会等名: Proceedings of the 29th International Conference on Computer Design
  • 発表場所: Amherst, MA, USA
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Evaluation of Issue Queue Delay : Banking Tag RAM and Identifying Correct Critical Path (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamaguchi, et al
  • 学会等名: The 29th International Conference on Computer Design
  • 発表場所: University of Massachusetts、Amherst, Massachusetts (USA)
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] 発行キューのタグ RAM のバンク化と正確なクリティカルパスの遅延時間評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口恭平, 甲良祐也, 安藤秀樹
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式における選択的先行実行による低消費電力化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤里奈, 安藤秀樹
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式における選択的先行実行による低消費電力化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤里奈, ほか
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: かごしま県民交流センター,(鹿児島県)
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] 発行キューのタグRAMのバンク化と正確なクリティカルパスの遅延時間評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口恭平, ほか
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: かごしま県民交流センター,(鹿児島県)
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] MLP に着目したパイプライン化発行キューの動的サイジング (2011)
  • 著者名/発表者名: 甲良祐也, 安藤秀樹
  • 学会等名: 2011 年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2011
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 仮想化により拡大したリオーダ・バッファによる先行実行 (2011)
  • 著者名/発表者名: 市原敬吾, 田中雄介, 安藤秀樹
  • 学会等名: 2011 年先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS 2011
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 仮想化により拡大したリオーダ・バッファによる先行実行 (2011)
  • 著者名/発表者名: 市原敬吾, ほか
  • 学会等名: 2011年先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS 2011
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール(東京都)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] MLPに着目したパイプライン化発行キューの動的サイジング (2011)
  • 著者名/発表者名: 甲良祐也, ほか
  • 学会等名: 2011年先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS 2011
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール(東京都)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] リオーダ・バッファの仮想的な拡大による先行実行 (2010)
  • 著者名/発表者名: 市原敬吾,田中雄介,安藤秀樹
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] 命令発行キューの遅延時間評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲良祐也, ほか
  • 学会等名: 2010年先進的計算基盤システムシンポジウム
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 命令発行キューの遅延時間評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲良祐也,安藤秀樹
  • 学会等名: 2010 年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2010
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] リオーダ・バッファのハードウェア量と消費エネルギーの削減 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩原佑磨,安藤秀樹
  • 学会等名: 2010 年先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS 2010
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2010-05-25
• [備考]
  • URL: http://www.ando.nuee.nagoya-u.ac.jp/