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2012 年度 実績報告書

プログラマビリティと最大性能を両立するデータ並列プロセッサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23300013
研究機関東京大学

研究代表者

五島 正裕  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (90283639)

研究分担者 塩谷 亮太  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10619191)
坂井 修一  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50291290)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード計算機アーキテクチャ / 並列処理 / SIMD / FPGA / LSI設計 / プロセッサ
研究概要

現在,データ並列処理を指向するプロセッサにおいては,高い最大性能を達成するためにSIMD (Single-Instruction/Multiple-Data stream) が重要な役割を果たしている.しかしSIMDは,プログラマビリティの点で問題があり,ますます複雑化するアプリケーションの要求には早晩応えられなくなると考えられる.そこで本研究では,SIMD プロセッサに匹敵する最大性能と,汎用(スーパスカラ)プロセッサに匹敵するプログラマビリティを両立するデータ並列プロセッサの開発を目指す.本応募研究課題は,「プログラマビリティと最大性能を両立するベクトル・アーキテクチャの研究」(基盤研究(B),平成20~22年度)の成果を受けて,継続・発展させるものである.先行課題では,主にシミュレーションによる提案技術の性能評価とレイアウト設計による回路面積の評価を行った.本応募研究課題では以下を行う:
1. 先行研究で行ったレイアウト設計による回路評価を継続して行う.
2. System Verilog を用いて,提案技術をすべて組み込んだプロセッサを設計する.
3. 得られた設計を FPGA に実装する.
4. LSI 試作により有効性を検証する.
前年度は 1 を完了し 2 に着手したが,「現在までの達成度」で述べるように,1 についての再評価が必要となった.2 については,継続的に実施した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初から,非レイテンシ指向レジスタ・キャッシュ・システムのレイアウト設計を行って、その回路面積と消費電力の評価を行う予定であった。平成24年9月に、このレジスタ・キャッシュ・システムのメイン・レジスタ・ファイルを多バンク化しても性能 (IPC) に対する影響が少ない可能性が指摘された。多バンク化が可能であった場合、回路面積と消費電力を大幅に削減することができる。そのため、まずシミュレーションにより性能に対する影響が少ないことを確認し、その後にレイアウト設計を行う必要がある。このシミュレーションのために6ヶ月が新たに必要になり、年度内の補助事業の完了が困難となった。

今後の研究の推進方策

来年度は,上記 1~3 を並行して遂行する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 動的タイム・ボローイングを可能にするクロッキング方式2013

    • 著者名/発表者名
      吉田 宗史, 広畑 壮一郎, 倉田 成己, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 坂井 修一
    • 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

      巻: Vol. 6, No. 1 ページ: 1-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タイミング・フォールト耐性を持つ Out-of-Order プロセッサ2013

    • 著者名/発表者名
      五島 正裕, 倉田 成己, 塩谷 亮太, 坂井 修一
    • 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

      巻: Vol. 6, No. 1 ページ: 17-30

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Register Indirect Jump Target Forwarding2013

    • 著者名/発表者名
      Ryota Shioya, Naruki Kurata, Takashi Toyoshima, Masahiro Goshima, and Shuichi Sakai
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Information and Systems

      巻: Vol. E96-D, No. 2 ページ: 278-288

    • 査読あり
  • [学会発表] タイミング・フォールト耐性を持つ Out-of-Order プロセッサ2012

    • 著者名/発表者名
      有馬 慧, 倉田 成己, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 坂井 修一
    • 学会等名
      先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2012
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 兵庫県
    • 年月日
      20120516-20120518
  • [学会発表] 動的タイム・ボローイングを可能にするクロッキング方式2012

    • 著者名/発表者名
      吉田 宗史,広畑 壮一郎, 倉田 成己, 五島 正裕, 坂井 修一
    • 学会等名
      先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2012
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 兵庫県
    • 年月日
      20120516-20120518
  • [学会発表] レジスタ・リネーミングとディスパッチ・ネットワークを最小化するプロセッサ・アーキテクチャ2012

    • 著者名/発表者名
      伊達 三雄,倉田 成己, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 坂井 修一
    • 学会等名
      先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2012
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 兵庫県
    • 年月日
      20120516-20120518
  • [学会発表] 動的タイム・ボローイングを可能にするクロッキング方式の適用2012

    • 著者名/発表者名
      広畑 壮一郎, 吉田 宗史, 倉田 成己, 五島 正裕, 坂井 修一
    • 学会等名
      先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2012
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 兵庫県
    • 年月日
      20120516-20120518
  • [備考] 坂井・五島研

    • URL

      http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/

  • [産業財産権] 半導体集積回路2012

    • 発明者名
      塩谷 亮太, 五島 正裕
    • 権利者名
      塩谷 亮太, 五島 正裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-221419
    • 出願年月日
      2012-11-05

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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