次世代マイクロプロセッサ向け省電力方式の研究

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16300013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 坂井 修一 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50291290)
• キーワード: マイクロプロセッサ / 省電力 / コンピュータアーキテクチャ / サイクルレベルシミュレータ / 投機処理 / コンパイラ / チップマルチプロセッサ / スレッド

研究概要

次世代省電力マイクロプロセッサの実現に向けて、次の成果を得た。
(1)ベースとなるマイクロプロセッサのサイクルレベルシミュレータを、チップマルチプロセッサ方式とクラスタ型スーパスカラ方式の2種類について作成し、基礎性能データを得た。
(2)キャッシュの一部をオフにすることで電力消費を抑制する技術について提案し、シミュレーション評価によってその有効性を検証した。
(3)投機的マルチスレッディングを行うアーキテクチャに関してコヒーレントキャッシュ方式を提案し、シミュレーション評価によってその有効性を検証した。
(4)クラスタプロセッサにおけるステアリング方式について新しい方式を提案し、シミュレーション評価によってその有効性を検証した。
(5)省電力バス方式を新たに提案し、評価してその有効性を示した(若手プレゼンテーション賞受賞)。
(6)メモリ依存予測を利用したフォワーディング局所化手法を提案、評価した。
さらに、省電力についてのコンパイラ支援、OS支援について検討を行い、基礎データを得た。これらについては、継続して平成17年度に新方式の提案・評価を行う

研究成果

• [雑誌論文] Steering and Forwarding Techniques for Reducing Memory Communication on Clustered Microarchitecture (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Irie, N.Hattori, M.Takada, N.Hatta, T.Toyoshima, S.Watanabe, S.Sakai
  • 雑誌名: 8th International Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA2005) Vol.1
• [雑誌論文] Cache Coherence Strategies for Speculative Multithreding CMPs : Characterization and Performance Study (2004)
  • 著者名/発表者名: N.D.Barli, L.D.Hung, H.Miura, C.Iwama, D.Tashiro, S.Sakai, H.Tanaka
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS 7) Vol.45, No.SIG11 ページ: 119-132
• [雑誌論文] Dynamic Cache Way Allocation for Static and Dynamic Power Reduction (2004)
  • 著者名/発表者名: L.D.Hung, C.Iwama, N.D.Barli, N.Haottori, S.Sakai, H.Tanaka
  • 雑誌名: International Symposium on Low-Power and High-Speed Chips (COOL Chips VII) Vol.1 ページ: 268-277
• [雑誌論文] メモリ依存予測を利用したフォワーディング局所化手法 (2004)
  • 著者名/発表者名: 入江 英嗣, 高田 正法, 坂井 修一
  • 雑誌名: 情報処理学会報告2004-ARC-159 Vol.200 4, No.80 ページ: 49-54
• [雑誌論文] Bus Serialization for Reducing Power Consumption (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Hatta, N.D.Barli, C.Iwama, L.D.Hung, D.Tashiro, S.Sakai, H.Tanaka
  • 雑誌名: 情報処理学会報告2004-ARC-159 Vol.2004, No.80 ページ: 163-168
• [雑誌論文] メモリ投機を支援するCMPキャッシュコヒーレンスプロトコルの検討 (2004)
  • 著者名/発表者名: 豊島 隆志, 田代 大輔, バルリ ニコデムス, 坂井 修一
  • 雑誌名: 情報処理学会報告2004-ARC-160 Vol.2004, No.123 ページ: 47-52