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2017 年度 実績報告書

スレッドレベル並列投機実行の制御を支援する順序付きトランザクショナルメモリの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K00076
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

平田 博章  京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 准教授 (90273549)

研究分担者 布目 淳  京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 助教 (60335320)
柴山 潔  京都情報大学院大学, その他の研究科, 教授 (70127091)
研究期間 (年度) 2015-10-21 – 2018-03-31
キーワード計算機システム / ハイパフォーマンスコンピューティング / 投機実行 / スレッドレベル並列処理 / メモリシステム
研究実績の概要

本研究は、スレッドレベルの並列投機実行方式に関してスレッド間の依存関係を除去する研究と、高速なトランザクショナルメモリ(以下、TM)を実現する研究とから着想した発展的な研究計画である。「投機実行中のスレッドが依存関係によるハザードの発生を予想してサスペンド(状態を一時保存して後に実行を再開)する」ことを可能にすることで、従来の限界を超えて多くの並列性をプログラムから引き出す技術を確立することを目的とする。そのために、従来のTMに明示的な投機実行とその順序関係を指定する機能を追加した順序付きTMを新たに開発する。実現方式としてソフトウェア機能も活用して投機実行を制御する点で独創性が高く、また、データベース処理のハードウェア支援方式と捉えれば、より広い学術領域に変革をもたらす点で意義も大きい。
前年度までに、「順序付きTM」を実現する具体的なメモリシステム「投機メモリ」(以下、SM)の仕様を策定し、そのプロトタイプシステムを開発していた。本年度はそのプロトタイプシステムを改良しながら性能評価を行い、SMの有効性を検証した。近年はプロセッサとメモリとの性能差がさらに拡大し、そのため、共有メモリアクセスに関する並列処理オーバヘッドも増大する傾向にあるが、そのようなオーバヘッドを伴ってもさらに性能向上が可能であることが確認できた。逐次プログラムからSMを用いたプログラムへの自動変換システムは未開発である(本研究計画には含めていない)ため、実用的観点では未完成な技術であるが、SM(順序付きTM)の概念が学術的に有望であることが確認できた点で研究的価値は高い。結論として、本研究により、これまでは並列化不可能であったプログラムを並列化可能にする技術の基礎が確立できた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Design Space Exploration for Implementing a Software-Based Speculative Memory System2018

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Kohei、Nunome Atsushi、Shibayama Kiyoshi、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      International Journal of Software Innovation

      巻: 6 ページ: 37~49

    • DOI

      10.4018/IJSI.2018040104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Data Migration Scheme Considering Node Reliability for an Autonomous Distributed Storage System2018

    • 著者名/発表者名
      Nunome Atsushi、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th International Conference on Computational Science/ Intelligence and Applied Informatics (CSII 2018)

      巻: 1 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelizing the Construction of a k-Dimensional Tree2018

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Hiroki、Nunome Atsushi、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd International Conference on Big Data, Cloud Computing, and Data Science Engineering (BCD 2018)

      巻: 1 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance evaluation of delayed-committing transactional memory2017

    • 著者名/発表者名
      Ichii Sekai、Hayashi Shohei、Nunome Atsushi、Hirata Hiroaki、Shibayama Kiyoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2017)

      巻: 1 ページ: 445~451

    • DOI

      10.1109/SNPD.2017.8022760

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A software implementation of speculative memory2017

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Kohei、Nunome Atsushi、Shibayama Kiyoshi、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2017)

      巻: 1 ページ: 437~443

    • DOI

      10.1109/SNPD.2017.8022759

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An autonomous configuration scheme of storage tiers for distributed file system2017

    • 著者名/発表者名
      Shimano Shingo、Nunome Atsushi、Yokoi Yuta、Shibayama Kiyoshi、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2017)

      巻: 1 ページ: 453~458

    • DOI

      10.1109/SNPD.2017.8022761

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Dynamic Configuration Scheme of Storage Tiers for an Autonomous Distributed Storage System2017

    • 著者名/発表者名
      Shimano Shingo、Nunome Atsushi、Yokoi Yuta、Shibayama Kiyoshi、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      Information Engineering Express

      巻: 3 ページ: 91~104

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Data Migration Scheme Considering Node Reliability for an Autonomous Distributed Storage System2018

    • 著者名/発表者名
      Nunome Atsushi
    • 学会等名
      5th International Conference on Computational Science/ Intelligence and Applied Informatics (CSII 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallelizing the Construction of a k-Dimensional Tree2018

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Hiroki
    • 学会等名
      3rd International Conference on Big Data, Cloud Computing, and Data Science Engineering (BCD 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance evaluation of delayed-committing transactional memory2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Shohei
    • 学会等名
      18th International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] A software implementation of speculative memory2017

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Kohei
    • 学会等名
      18th International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] An autonomous configuration scheme of storage tiers for distributed file system2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoi Yuta
    • 学会等名
      18th International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2017)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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