ループパスの実行時挙動に基づいた並列化を行う動的最適化システムの研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500050
• 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: 宇都宮大学
• 研究代表者: 馬場 敬信 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70092616)
• 研究分担者: 横田 隆史 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90334078) ; 大津 金光 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00292574)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: マルチコア / 動的最適化 / 投機的スレッド

研究概要

本研究は、マルチコアプロセッサの並列性を活用して逐次コードの高速化を図るものである。このため、実行時間の多くを占めるループに着目し、ループ内の実行経路が1-2本のパスに偏る事実を確認して、2パスに限定した投機的マルチスレッド実行モデルを確立した。さらに、最頻2パスが実行時に変動することを明らかにし、この変動に追随して投機スレッドを切替えることによりさらなる高性能化の可能性があることを明らかにし、実験的な見積りにより最大1.8倍の性能向上が達成可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic Selection of Speculative Pahts in Two-Path Limited Speculation Method, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Jutori, K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 23rd IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems(PDCS 2011) ページ: 173-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Estimation of Speculative Multithreading through Whole Program Path, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 23rd IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems(PDCS 2011) ページ: 181-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Improvement of Hot-Path Based Thread Partitioning Technique by Unifying Loop Parallelization, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 23rd IASTED International Conference on Parallel and Distrib uted Computing and Systems(PDCS 2011) ページ: 252-261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Handling of Inter-Thread Memory Access Dependencies for Automatic Binary-Code Parallelization, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ootsu, T. Shiroto, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 10th IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Networks (PDCN 2011) ページ: 107-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steady/Unsteady Communication Performance in Large-Scale Regular Networks, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ootsu, T. Baba
  • 雑誌名: 25th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops (WAINA 2011) ページ: 727-732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loop Performance Improvement for Min-Cut Program Decomposition Method, Proc. (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ootsu, T Abe, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 1st International Conference on Networking and Computing (ICNC'10) ページ: 78-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automatic Thread Decomposition for Pipelined Multithreading, Proc. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, G. Xiao, K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 16th International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS) ページ: 91-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] プログラム実行パスに基づいた投機スレッド分割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大津金光, 小川大仁, 横田隆史, 馬場敬信
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: Vol.22, No.6 ページ: 209-219
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Quantitative Evaluation Methodology of Interconnection Networks (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ootsu, T. Baba
  • 雑誌名: IPSJ Transactions on Advanced Computing Systems 巻: Vol.2, No.3 ページ: 58-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clustered Pipelined Multithreading on Commodity Multi-Core Processors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: Vol.22, No.11 ページ: 371-384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clustered Software Queue for Efficient Pipelined Multithreading, Proc. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: 10th International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT 2009) ページ: 116-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Effective Throttling Method based on Quasi-Global Congestion Information, Proc. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ootsu, T. Baba
  • 雑誌名: 10th International Symposium on Pervasive SystemsAlgorithms and Networks (I-SPAN 2009) ページ: 104-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clustered Communication for Efficient Pipelined Multithreading on Commodity MCPs (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 雑誌名: IAENG International Journal of Computer Science, Volume 巻: Volume 36, Issue 4 ページ: 275-283
  • 査読あり
• [学会発表] fat-treeにおけるパケット分布の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤稔宗,横田隆史,大川猛,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 動的計測ツールのバイナリ変換機能を利用した自動並列処理システムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 5星孝幸,大津金光,大川猛,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 投機的マルチスレッドシステムにおけるスレッド動作の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小室貴弘,十鳥弘泰,大川猛,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 2パス限定投機システムにおける消費電力の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅野智之,大津金光,横田隆史,馬場敬信,大川猛
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 暗号化ZIPファイルにおけるパスワード解析のGPUによる高速化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 表雅之,大津金光,大川猛,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] Checkpoint/Restart機構によるシミュレーション時間の短縮 (2012)
  • 著者名/発表者名: 椎名敦之,大津金光,大川猛,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] 分岐予測機構を応用したループパス予測器の初期検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金海和宏,大川猛,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 2パス限定投機システムにおける最適化コードへのループ展開の適用効果の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間勇貴,十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信,大川猛
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学 御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 投機的なメモリアクセスを支援するためのキャッシュコヒーレンスプロトコルの検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口祐司,十鳥弘泰,大川猛,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 2パス限定投機システムのハードウェア設計-スレッド実行機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 五井孝典,横田隆史,大川猛,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] H.264デコード処理における2パス限定投機方式の最適化手法とその詳細評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川上憂騎,大川猛,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 命令を単位としたパスベーススレッド分割手法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚本寛隆,大津金光,大川猛,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 基本ブロックを単位とする投機的マルチスレッドVLIWアーキテクチャ (2012)
  • 著者名/発表者名: 修沢坤,横田隆史,大津金光,大川猛,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第74回全国大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学御器所キャンパス
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 2パス限定投機方式における最適投機対象パスの動的変更手法の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 十鳥弘泰,津田翼,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会SWoPP鹿児島2011
  • 発表場所: かごしま県民交流センター
  • 年月日: 2011-07-29
• [学会発表] 2パス限定投機システムによる非数値処理系プログラムの高速化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 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
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] プログラムループおよび実行パスに基づいた自動並列化システムの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋辰平,白戸卓志,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] スレッド間データ依存を考慮したパスベーススレッド分割手法の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚本寛隆,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] 2パス限定投機システムによる難並列化ループの高速化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] H.264のデコード処理における2パス限定投機方式の並列性能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川上憂騎,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] 投機的マルチスレッド実行を行うVLIWマシンによるILPとTLPの活用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 修沢坤,横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 投機メモリシステムのハードウェア実装 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北直樹,横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 2パス限定投機システムにおけるパス予測器の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金海和宏,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 2パス限定投機システムにおける投機的メモリアクセスの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口祐司,十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 2パス限定投機方式における動的最適化の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 津田翼,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 2パス限定投機システムにおけるコードスケジューリング手法とその評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田明宏,十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第73回全国大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] バイナリレベル変数解析に基づいた自動並列化処理の初期評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白戸卓志,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会(CPSY)
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] 2パス限定投機システムにおける投機的メモリアクセスの検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 十鳥弘泰,福田明宏,津田翼,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会(CPSY)
  • 発表場所: 金沢市文化ホール(石川)
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] 相互結合網の転送パターンと定常・非定常性能について (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会(SWoPP金沢2010)
  • 発表場所: 金沢市文化ホール(石川)
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] 相互結合網の非定常性能-予備評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS 2010
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 2パス限定投機方式における動的最適化適用可能性の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 津田翼,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 2パス限定投機システムのハードウェア設計-メモリアクセス機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北直樹,十鳥弘泰,横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 2パス限定投機システムのハードウェア設計-マルチスレッド制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金井新一,十鳥弘泰,横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 2パス限定投機システムPALSの評価環境-システムシミュレータ (2010)
  • 著者名/発表者名: 十鳥弘泰,福田明宏,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 2パス限定投機システムPALSの評価環境-言語処理系 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福田明宏,十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] H.264デコーダにおける2パス限定投機方式の適用検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川上憂騎,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] グラフ理論に基づくスレッド分割におけるループ性能向上法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部武志,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] バイナリレベル変数解析に基づいた自動並列化システムの実装 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白戸卓志,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] パスベーススレッド分割手法に基づく自動並列化処理の実装 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊里拓也,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] パスベーススレッド分割による並列実行性能の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山形雄紀,伊里拓也,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] 広域情報によるTurn-Modelの高性能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森裕貴,横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第72回全国大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] 2パス限定投機方式を実現するマルチコアプロセッサPALSの提案 (2009)
  • 著者名/発表者名: 十鳥弘泰,大津金光,横田隆史,馬場敬信
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会(CPSY)
  • 発表場所: 高知市文化プラザ
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] YAWARA:自己最適化計算機システム・プロジェクト (2009)
  • 著者名/発表者名: 馬場敬信,大津金光,横田隆史
  • 学会等名: 電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会(RECONF)
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 準広域情報を用いるルーティングアルゴリズムの改善検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横田隆史,大津金光,馬場敬信
  • 学会等名: 情報処理学会(SWoPP仙台2009)
  • 発表場所: フォレスト仙台
  • 年月日: 2009-08-06
• [学会発表] Pipelined Multithreading with Clustered Communication for Commodity Multi-core Processors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, K. Ootsu, T. Yokota, T. Baba
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会(CPSY)
  • 発表場所: フォレスト仙台
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] A Quantitative Evaluation Methodology of Interconnection Networks (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ootsu, T. Baba
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS 2009
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2008-05-28
• [図書] コンピュータアーキテクチャ(改訂3版) (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬場敬信
  • 総ページ数: 416
  • 出版者: 株式会社オーム社
• [備考]
  • URL: http://aquila.is.utsunomiya-u.ac.jp/