2021 Fiscal Year Research-status Report
マルチコア並列計算に対応した関数型言語処理系の実現
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19K11893
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
上野 雄大 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60551554)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | SML# / 並列計算 / コンパイラ / 関数型言語 / ガベージコレクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の一般的な目的は，C言語やFORTRANに匹敵する並列計算性能を安定して発揮できる関数型言語処理系を実現することである．この実現に向けて，本研究では，主に関数型言語のコードが行うメモリの使い方に着目し，暗黙的なメモリ操作や大域的同期を含まないコードを生成するコンパイル方式の開発，および関数型言語の高いメモリ要求に耐える性能を発揮する並行・並列メモリ管理方式の構築を目指した研究を実施している．本年度は，主にソフトウェア開発およびコンパイル方式の理論的基礎の検討を行い，以下の成果を得た．
(1) 本研究で開発している並行並列ガベージコレクション（GC）アルゴリズムのSML#コンパイラにおける実装に含まれていた潜在的なパフォーマンス上の問題点を発見し，パラメタの細やかなチューニングを含めた修正を行い，方式および実装の完成度を更に高めた．また，このGCの利用を前提としたSML#のスレッドバインディングのバグを修正した．
(2) 駆動するCPUコアの数を増やすことで実行時間が短縮されることが期待できる，自明でないタスク並列ベンチマークプログラムを複数の言語で作成し，多言語との比較を含む性能評価を行い，本研究で開発したGC方式の優れた効果を改めて確認した．
(3) 本研究が目指す，暗黙的なメモリ操作を含まないコードを生成するコンパイル方式を綿密に検討する過程において，メモリの使い方が明らかな操作的意味論の必要性とその構成に関する着想を得た．この着想は，宣言的で抽象度が高い記述をしながら，マルチコアCPUやメモリなどの具象的な計算資源を緻密に制御することを可能とする，新しい関数型言語の実現に繋がる可能性がある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究で開発した並行並列ガベージコレクション（GC）アルゴリズムに関する成果については，昨年に引き続き改良を加えた論文を複数の国際会議に投稿しているものの，いまだ採択に至っておらず，口惜しい限りである．論文のブラッシュアップはもとより，得られた成果を適用したSML#の開発や普及の努力を継続することが，世界のプログラミング言語研究に貢献する成果と認められることに繋がると期待したい．もう一つの研究項目である，暗黙的なメモリ操作を含まないコード生成方式についても，その実現に向けての努力が種々の着想に繋がってはいるものの，いまだ道半ばであり，論文としてまとめられる成果には至っていない．以上から，やや遅れていると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
並行並列ガベージコレクションアルゴリズムに関しては，さらなる改良や性能評価を行うとともに，トップカンファレンス等への採択を目指す．並行して，この機能を活用した種々の応用研究の可能性を模索する．暗黙的なメモリ操作や大域的同期を含まないコード生成方式に関しては，ソース言語および中間言語の適切な設計，生成が期待されるコードの定性的評価などを通じた基礎固めを継続し，方式の完成を目指す．さらに，プログラム最適化技術や言語設計の研究に取り組み，本研究成果を提供したSML#コンパイラの実用性を高め，本研究成果の幅広い分野への普及を目指す．
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| Causes of Carryover |
投稿論文が採択されず，また新型コロナウイルス感染症対策で学会の多くがオンライン開催となり，旅費がかからなかったため，次年度使用額が生じた．次年度使用額は，コロナ禍が終息した場合に旅費として使用する予定である．
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