2006 Fiscal Year Annual Research Report
情報理論的予測に基づく計算機システムの投機処理に関する研究
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17360178
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
韓 太舜 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 教授 (80097287)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 啓義 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 教授 (80166420)
長岡 浩司 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助教授 (80192235)
西新 幹彦 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助手 (90333492)
吉永 努 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助教授 (60210738)
吉瀬 謙二 東京工業大学, 大学院情報理工学研究科, 講師 (50323887)
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| Keywords | 情報基礎 / 情報工学 / 情報理論 / 投機ルータ / 分岐予測器 / 分岐予測モデル選択 / アーキテクチャ設計 |
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| Research Abstract |
本研究では、情報理論と計算機アーキテクチャの二つの研究グループが共同して、情報理論でこれまでに培われてきた様々なユニバーサルデータ予測手法を系統立てて適用・検証することによって、計算機システムにおける投機処理に適したデータ構造の実現と、それに基づく投機実行アーキテクチャの設計、ならびにシミュレーションによる性能評価を行う。18年度は次のような成果が得られた。
1.投機処理に適したデータ構造としての反辞魯
データ系列に出現しない極小系列の集合を利用した反辞書と呼ばれる圧縮法について考察した。従来、系列の長さの二乗のオーダの時間が必要であった反辞書の構成方法を線形オーダで可能にする算法を構築できた。この算法を2004年開催のChampionship Branch Prediction Workshopにて用いられたベンチマークを含むいくつかのデータに適用し、予測結果の集計を行った。現在、その結果を公表すべく、従来法と検討し論文にまとめている段階である。
2.マイクロプロセッサ内部における分岐予測
分岐履歴と命令アドレスのパターンマッチングを用いた分岐予測法を提案し、予測精度の検証を行った。実験の結果、計算量や記憶量の制限がなければ、分岐履歴のみを用いた分岐予測法よりも高い予測精度が達成される可能性を示した。
3.予測スイッチングルータ
効率的に動作する予測スイッチングルータを実現するため、予測ミスパケットを削減する手法や予測ミスパケットを検出、破棄するための実装技術を提案した。また、それらを組み込み、動的な通信衝突などまで考慮した予測スイッチングの効果についてシミュレーションによる評価を行った。その結果、通信の規則性が強い通信パターンほど動的な通信予測スイッチングの効果が大きく、ゼロ負荷遅延のみならず、ネットワークの飽和スループットも改善することを確認した。
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