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2009 年度 実績報告書

オンチップ・スーパーコンピューティングを可能にするメニーコア・プロセッサの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21680005
研究機関九州大学

研究代表者

井上 弘士  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80341410)

キーワード3次元LSI / メニーコア / ハイパフォーマンスコンピューティング / 高性能計算 / 低消費電力 / 動的最適化
研究概要

本年度は、複数コアを搭載したマイクロプロセッサを対象とし、コアでのプログラム実行状況を監視するためのハードウェア・サポート技術を考案した。また、2次元実装を全体とした際のチップ温度解析、ならびに、性能評価環境を構築するための大規模FPGAを用いた基本実験を実施した。具体的な内容は以下の通りである。
【研究テーマ1:コア・オブザベーション技術の開発】同一チップに搭載したプロセッサ・コアのメモリ参照に着目し、周辺コアのキャッシュミス情報を効率良く収集するハードウェア・サポート技術を考案した。また、収集したキャッシュミス情報を全てのコアで共有するメカニズムを確立し、これに基づく動的最適化の実現法を示した。
【研究テーマ2:コア・オーケストレーション技術の開発】上記研究テーマ1で開発したハードウェアサボートを用いたメモリ性能向上法を検討した。また、複数の演算器や大容量メモリ、プロセッサコアの積層などを想定し、消費電力プロファイルに基づく3次元積層LSIの温度解析を実施した。その結果、チップ温度状況に応じてメニーコア活用法を動的に最適化する新しいアプローチへのヒントを得る事ができた。
【研究テーマ3:評価環境の構築】公開されているOpenSPARCを対象とし、現在の商用FPGAにて実装可能なプロセッサコア数の調査を行った。この結果より、FPGAによるエミュレーション環境とホスト計算機によるシミュレーションの連携(協調シミュレーション)が必要である事があきらかになった。
また、上記の研究成果に関して国内外にて研究発表を実施した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] マルチコア向けオンチップメモリ貸与法における実行コード生成法の改善2010

    • 著者名/発表者名
      福本尚人, 今里賢一, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 Vol.2010-ARC-187, No.24(e-pub)

  • [雑誌論文] 命令フェッチ機構の共有に基づく低消費エネルギー化手法の提案2010

    • 著者名/発表者名
      上野伸也, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会総合大会

      ページ: 108

  • [雑誌論文] 演算器配列型アクセラレータの温度解析2010

    • 著者名/発表者名
      花田高彬, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会総合大会

      ページ: 109

  • [雑誌論文] Rapid Design Space Exploration of a Reconfigurable Instruction-Set Processor2009

    • 著者名/発表者名
      F.Mehdipour, H.Noori, K.Inoue, K.Murakami
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Science Vol.E92-A, No.12

      ページ: 3182-3192

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reducing On-Chip DRAM Energy via Data Transfer Size Optimization2009

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Ono, Koji Inoue, Kazuaki Murakami, Kento Yoshida
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics Vol.E92-C, No.4

      ページ: 433-443

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping Scientific Applications on a Large-Scale Data-Path Accelerator Implemented by Single-Flux Quantum (SFQ) Circuits2009

    • 著者名/発表者名
      F.Mehdipour, H.Honda, H.Kataoka, K.Inoue, I.Kataveva, K.Murakami, H.Akaike, A.Fujimaki
    • 雑誌名

      Design, Automation & Test in Europe (DATE'10)

      ページ: 993-996

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Cache-Line Size Management on 3D Integrated Microprocessors2009

    • 著者名/発表者名
      T.Ono, K.Inoue, K.Murakami
    • 雑誌名

      International SOC Design Conference (ISOCC'09) (CD-R)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ALU-Array based Reconfigurable Accelerator for Energy Efficient Executions (Invited)2009

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue, H.Noofi, F.Mehdipour, H.Noori, T.Hanada, K.Murakami
    • 雑誌名

      International SOC Design Conference (ISOCC'09) (CD-R)

  • [雑誌論文] Performance Balancing : Software-based On-chip Memory Management for Effective CMP ExecutionsAnalyzing the Impact of Data Prefetching on Chip MultiProcessors2009

    • 著者名/発表者名
      N.Fukumoto, K.Imazato, K.Inoue, K.Murakami
    • 雑誌名

      Memory Performance Dealing with Applications, Systems, and Architecture (MEDEA'09)

      ページ: 28-34

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元積層が可能にする次世代マイクロプロセッサ・アーキテクチャ(招待)2009

    • 著者名/発表者名
      井上弘士
    • 雑誌名

      エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム(MATE2010)

      ページ: 287-292

  • [雑誌論文] Developing an Architecture for a Single-Flux Quantum Based Reconfigurable Accelerator2009

    • 著者名/発表者名
      F.Mehdipour, H.Honda, H.Kataoka, K.Inoue, K.Murakami
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report ICD2009-111

      ページ: 99-104

  • [雑誌論文] 大規模再構成可能データパスにおける実行前処理削減方式の検討2009

    • 著者名/発表者名
      片岡広志, 本田宏明, FarhadMehdipour, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2009-ARC-186(e-pub)

  • [雑誌論文] 3次元DRAM-プロセッサ積層実装を対象としたオンチップ・メモリ・アーキテクチャの提案と評価2009

    • 著者名/発表者名
      橋口慎哉, 小野貴継, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 Vol.2009-ARC-183, No.16(e-pub)

  • [雑誌論文] 適応的ヘルパースレッド実行に基づくマルチコア向け演算/メモリ性能バランシング2009

    • 著者名/発表者名
      今里賢一, 福本尚人, 井上弘士, 村上和彰
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 Vol.2009-ARC-183, No.16(e-pub)

  • [学会発表] SRAM/DRAM Hybrid Cache Architecture and Its Adaptive Optimization for 3D Integrated Microprocessors2010

    • 著者名/発表者名
      S.Hashiguchi, T.Ono, K.Inoue, K.Murakami
    • 学会等名
      Poster Session, Fifteenth International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems
    • 発表場所
      米国(ピッツバーグ)
    • 年月日
      20100300
  • [学会発表] High-Performance, Low-Energy Embedded Computing Platform with ALU-Array based Accelerator2010

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Hanada, Shinya Ueno, Hamid Noofi, Farhad Mehdipour, Koji Inoue, Kazuaki Murakami
    • 学会等名
      Poster Session : Designing for Embedded Parallel Computing Platforms : Architectures, Design Tools, and Applications
    • 発表場所
      ドイツ(ドレスデン)
    • 年月日
      20100300

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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