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2023 年度 実施状況報告書

トーラス型相互結合網を対象とした完全耐故障ルーティング・アルゴリズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K11041
研究機関湘南工科大学

研究代表者

三浦 康之  湘南工科大学, 情報学部, 教授 (40440292)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワード計算機アーキテクチャ / 相互結合網 / ネットワークオンチップ
研究実績の概要

二次元トーラス網は,並列処理の分野において最もよく知られた結合網の一つである.メッシュ網に関して,ターンモデルに基づく数多くのアルゴリズムが提案されている.これらをそのままの形でトーラス網に適用するとデッド・ロックが生じるため,二次元トーラス網におけるターンモデルの応用として,North-First (NF)法とSouth-First (SF)法の組み合わせであるNorth-South First (NSF)法が提案されている.我々は、2次元トーラスネットワークにおけるフォールトトレラントなルーティング・アルゴリズムとしてNorth-South First Fault Tolerant (NFS-FT)を研究している。NFS-FTは、最終ステージにTurn modelの一種であるSouth First(SF)法を用いることで、耐故障性を向上しているものの、通常のSF法は、すべての非故障ノードの通信可能性を保証する完全耐故障性を有していない。
そこで、NFS-FT のための手法として、South First(SF)法に基づいたメッシュ網のための耐故障ルーティングアルゴリズムSouth First Fault Tolerant (SF-FT)の検討を行った。
提案手法は、Faulty Regionによる手法の一種であり、South First(SF)法を拡張したアルゴリズムである。本手法は、予め実行される到達可能性の確認により、結合網自体が到達可能性を有するかを確認することが可能であり、到達可能性が確認された結合網においてはパケットがデッド・ロックを起こすことなく、すべてのノード間の通信が可能であることが示された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初、提案手法の一部であるメッシュのルーティング・アルゴリズムの提案を行う予定となっていた。当該年度において、ルーティング・アルゴリズムの提案に加えて、デッド・ロック・フリーの証明、シミュレーションによる性能評価を行った他、実装法の一部検討まで進めることができた。当初予定では、証明や性能評価、実装法の検討は2年目以降を予定しており、これらを1年目に達成したことは、当初の予定以上に進展していると考えることができる。

今後の研究の推進方策

今後は、実装法に関する検討を進めると同時に、トーラス網への適用を検討する。基本的には、NSF-FT法の最終ステージのルーティングをSF法からSF-FTに置き換えることにより実現可能と考えられるが、シミュレータの実装に時間が掛かることから、およそ1年程度を必要とすることが想定される。ルーティング・アルゴリズム、および実装法の検討を行った後に、ハードウェア・コストおよび遅延時間に関する検証を行う。

次年度使用額が生じた理由

23年度は、物品費の請求が遅れたため、既存の機材を使用した実験を行ったものの、機材の性能が悪く支障が生じた。本件は24年度初頭に執行を行う。また、初年度は学会発表等が少なめであったため、旅費の支出が想定より少なかった。24年度は23年度に比べて発表の機会が増えるため、支出が増加する予定となっている。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] Turn Model (South-First法)に基づくメッシュ網の耐故障適応ルーティングアルゴリズム2024

    • 著者名/発表者名
      三浦 康之、深瀬 尚久、滝口 海、中尾 司ピエール
    • 学会等名
      電子情報通信学会機能集積情報システム研究会

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公開日: 2024-12-25  

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