高性能・低電力コンピュータの方式に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25330057
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計算機システム
• 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(系)研究科(研究院), 教授 (40293667)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: コンピュータ・アーキテクチャ / コンピュータアーキテクチャ / 高性能コンピュータ / 低電力コンピュータ / 計算機アーキテクチャ / メモリ・レベル並列 / 低電力

研究成果の概要

本研究では、プロセッサの性能向上を阻む壁の1つであるメモリの壁を打破する方式として、動的命令ウィンドウ・リサイジングと呼ぶ手法を提案した。本方式により、プロセッサの性能を21%向上させることに成功した。また、プロセッサの電力を削減する研究として、発行キュー2段階タグ比較手法を提案した。わずか1%の性能低下と引き換えに、発行キューで最大の電力を消費するタグ比較回路の電力を50%減少させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Performance of Dynamic Instruction Window Resizing for a Given Power Budget under DVFS Control (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Ando and R. Shioya
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E99-D ページ: 341-350
  • NAID: 130005122012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improvement of Renamed Trace Cache through the Reduction of Dependent Path Length for High Energy Efficiency (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Shioya and H. Ando
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E99-D ページ: 630-640
  • NAID: 130005131824
  • 査読あり
• [雑誌論文] FXA: Executing Instructions in Front-End for Energy Efficiency (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Shioya, R. Takami, M. Goshima, and H. Ando
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E99-D ページ: 1092-1107
  • NAID: 130005141379
  • 査読あり
• [雑誌論文] MLP-Aware Dynamic Instruction Window Resizing in Superscalar Processors for Adaptively Exploiting Available Parallelism (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kora, K. Yamaguchi, and H. Ando
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E97-D ページ: 3110-3123
  • NAID: 130004841753
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] フロントエンド実行方式における高エネルギー効率なメモリ・レベル並列性の利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 出岡宏二郎, 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: 五島市
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 最適な置き換え予測に基づくフィルタ・キャッシュのミス率削減 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古橋陽平, 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: 五島市
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] フロントエンド実行方式におけるエネルギー効率向上のためのインオーダ実行モード切り替えアルゴリズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 地代康政, 出岡宏二郎, 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: 五島市
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] ランダムバッファの発行キューにより生じる性能低下の抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井信二, 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: 別府市
  • 年月日: 2015-08-04
• [学会発表] フロントエンド実行方式におけるエネルギー効率向上のためのインオーダ実行モード切り替えアルゴリズムの初期検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 地代康政, 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: 別府市
  • 年月日: 2015-08-04
• [学会発表] A Front-end Execution Architecture for High Energy Efficiency (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Shioya, M. Goshima, and H. Ando
  • 学会等名: 47th Annual International Symposium on Microarchitecture
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] タグの2段階比較を行う発行キューによる消費エネルギー削減の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林誠弥, 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: 小樽市
  • 年月日: 2014-12-09 – 2014-12-10
• [学会発表] Energy Efficiency Improvement of Renamed Trace Cache through Reduction of Dependent Path Length (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Shioya and H. Ando
  • 学会等名: 32nd International Conference on Computer Design
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [学会発表] 仮想リオーダ・バッファ方式における性能改善技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 蘇翰, 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: 別府市
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-07
• [学会発表] MLP-Aware Dynamic Instruction Window Resizing for Adaptively Exploiting Both ILP and MLP (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kora, K. Yamaguchi, and H. Ando
  • 学会等名: 46th Annual International Symposium on Microarchitecture
  • 発表場所: Davis, CA, USA
• [学会発表] タグの2段階比較による発行キューの消費エネルギー削減 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林誠弥, 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
  • 発表場所: 仙台
• [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
  • 発表場所: 仙台