補助スレッドによるメニーコアプロセッサの動的アーキテクチャ最適化の研究

• 研究課題/領域番号: 24680004
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 研究機関: 東京大学 (2013-2015); 電気通信大学 (2012)
• 研究代表者: 近藤 正章 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (30376660)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 計算機アーキテクチャ / 並列・分散処理 / ハイパフォーマンスコンピューティング / メニーコア / マルチスレッド / 並列処理・分散処理

研究成果の概要

メニーコアプロセッサ向けにソフトウェアからプロセッサ内部構成を最適化する手法の研究を行った。キャッシュ制御への適用では、キャッシュラインの置換制御をソフトウェアから制御する手法を開発した。キャッシュ置換の際のデータ挿入位置をページの粒度でハードウェアに通知し、ハードウェアがそれに基づいて制御を行う手法を用いることで、約11%程度の性能向上効果があることがわかった。
また、ソフトウェアからハードウェア構成を最適化する本研究の発展形として、OpenCLプログラミングによるFPGAアクセラレーションでのコード最適化の研究も行い、コード変化によりいくつかの場合で高速化が可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] A Prototype System for Many-Core Architecture SMYLEref with FPGA Evaluation Boards (2013)
  • 著者名/発表者名: Son Truong Nguyen, Masaaki Kondo, Tomoya Hirao, and Koji Inoue
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E96.D 号: 8 ページ: 1645-1653
  • DOI: 10.1587/transinf.E96.D.1645
  • NAID: 130003370946
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり
• [学会発表] Runtime Multi-Optimizations for Energy Efficient On-chip Interconnections (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Kondo, T. Nakada, H. Sasaki, S. Miwa, and H. Nakamura
  • 学会等名: The 33rd IEEE International Conference on Computer Design
  • 発表場所: New York City, USA
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Assisting Cache Replacement by Helper-Threading for MPSoCs (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kondo
  • 学会等名: 15th International Forum on MPSoC for Software-defined Hardware
  • 発表場所: Ventura, USA
  • 年月日: 2015-07-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 次世代3次元実装メモリのメモリネットワーク構成に関する初期検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木沢、近藤正章、和田康孝、本多弘樹
  • 学会等名: 情報処理学会計算機アーキテクチャ研究会
  • 発表場所: 小樽経済センターホール（北海道小樽市）
  • 年月日: 2014-12-09 – 2014-12-10
• [学会発表] Evaluating Power-Efficiency for an Embedded Microprocessor with Fine-Grained Power-Gating (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kondo
  • 学会等名: 14th International Forum on Embedded MPSoC and Multi-core（招待講演）
  • 発表場所: Relais de Margaux Hotel（Margaux, France）
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-14
  • 招待講演
• [学会発表] GPUにおける緇粒度パワーゲーティング向けスレッド発行制御手法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本洋平
  • 学会等名: 情報処理学会計算機アーキテクチャ研究会
  • 発表場所: 和歌山県立情報交流センター(和歌山県)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] SMYLEref : A Reference Architecture for Manycore-Processor SoCs (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kondo
  • 学会等名: Asia and South Pacific Design Automation Conference
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] マルチコア・プロセッサ向けのヘルパースレッドによるキャッシュ制御支援手法の提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本 崇浩, 近藤 正章, 和田 康孝, 本多 弘樹
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2013
  • 発表場所: 仙台国際センター、宮城県
• [学会発表] 電力モード協調によるプロセッサと主記憶の省電力化の協調 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮部 創一, 近藤 正章, 和田 康孝, 本多 弘樹
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2013
  • 発表場所: 仙台国際センター、宮城県
• [学会発表] SMYLEref: A Reference Architecture for Manycore-Processor SoCs (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kondo
  • 学会等名: 13th International Forum on Embedded MPSoC and Multicore
  • 発表場所: 琵琶湖ホテル、滋賀県
  • 招待講演
• [学会発表] メニーコア.アーキテクチャSMYLErefとその評価環境 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤正章
  • 学会等名: 第4回アクセラレーション技術発表検討会
  • 発表場所: 福井大学(福井県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] FPGAによるメニーコア・プロセッサSMYLErefの評価環境の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: グェンチュオンソン
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2012
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2012-05-16