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2015 年度 実績報告書

ディペンダブルプロセッシングコデザイン型3次元プロセッサアーキテクチャの創出

研究課題

研究課題/領域番号 26540018
研究機関東北大学

研究代表者

小林 広明  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (40205480)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード3次元積層メモリ / チェックポイントリスタート機構
研究実績の概要

3次元積層メモリをメインメモリとして利用した場合,メインメモリのデータ転送性能が著しく向上する.このため,電力効率の観点からはより深いキャッシュ階層が常に有効であるとは限らない.そこで,メモリシステム内のキャッシュメモリをバイパスし,電源を無効化することによって消費電力を削減する機構を提案した.本機構では,アプリケーションのキャッシュヒット率が低くメモリアクセス負荷が大きい場合に,キャッシュメモリが性能向上に有効に貢献できていないと判断する.このような場合,キャッシュメモリをバイパスすることによってメモリアクセス全体のレイテンシを削減可能にするとともに,そのキャッシュメモリを無効化することによって低消費電力化を図る.これにより,メモリシステム全体として電力効率を高めることを可能とした.
また,耐障害性を強化し,エラー発生時にプログラムの実行中断を最小限にとどめ,速やかなプログラム実行回復を目指す仕組みとして,チェックポイントリスタート機構があるが,定期的にプログラムの実行途中の環境の保全を行うチェックポイントは,本来のプログラムの実行の妨げとなるために,その効率的なスケジューリングが求められる.本研究では,予定されたタイミングよりも前に保全すべき最終メモリ更新を投機的に判断し,プログラムの実行と並行してチェックポイントデータの保全を行うことにより,ファイルI/O競合の最小化とチェックポイントによるプログラム実行遅延の最小化を実現する機構を考案した.性能評価の結果,従来の方式に比べ,11%省エネルギーなチェックポイント取得を5%以下の実行時間の増加で達成することが確認できた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スタンフォード大学
  • [雑誌論文] Automatic parameter tuning of hierarchical incremental checkpointing2015

    • 著者名/発表者名
      Alfian Amrizal, Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa, and Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Volume 8969

      巻: - ページ: 298-309

    • DOI

      10.1007/978-3-319-17353-5_25

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An energy-efficient dynamic memory address mapping mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Sato, Chengguang Han, Kazuhiko Komatsu, Ryusuke Egawa, Hiroyuki Takizawa, and Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE COOL Chips XVIII, 2015

      巻: - ページ: 1-3

    • DOI

      10.1109/CoolChips.2015.7158660

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 三次元積層時代における高電力効率メモリ階層設計2015

    • 著者名/発表者名
      宇野 渉,佐藤雅之,江川隆輔,小林広明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115 ページ: 19-24

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Power-Performance Tradeoff of HBM by Limiting Access Channels2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Toyoshima, Masayuki Sato, Ryusuke Egawa, Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      COOL Chips XIX
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-04-20 – 2016-04-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元積層時代における高電力効率メモリ階層設計2015

    • 著者名/発表者名
      宇野 渉,佐藤雅之,江川隆輔,小林広明
    • 学会等名
      ICD研究会
    • 発表場所
      作並温泉 一の坊(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-10-26
  • [学会発表] ighly-Productive HPC on Modern Vector Supercomputers: present and future2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      Russia Supercomputing Days
    • 発表場所
      Russia Moscow
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An energy-efficient dynamic memory address mapping mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Sato, Chengguang Han, Kazuhiko Komatsu, Ryusuke Egawa, Hiroyuki Takizawa, and Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      IEEE COOL Chips XVIII
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-15
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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