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Research on Managed Languages and Runtime Systems to Utilize Memory with Computational Capabilities

利用具有计算能力的内存的托管语言和运行时系统研究

基本信息

批准号：
22H03566
负责人：
鵜川始陽
金额：
$ 10.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03566/
关键词：
processing in memory 省電力計算並列処理マネージドランタイム

项目摘要

2022年度は，UPMEMをマネージド言語から活用するシステムの構築のための基本的な調査を行い，以下の課題を明らかにした．UPMEMは研究開始時点で唯一利用可能な汎用のPIMであり，世界的にもPIMを活用したソフトウェアの研究に用いられている．(1) CPU向けに開発されたTinyGo処理系をUPMEMに移植した．また，PIMプロセッサ用の簡易なインタプリタと，CPU上のインタプリタで実行しているプログラムの一部の関数をUPMEMで実行できる仕組みを試作した．複数のPIMプロセッサに自然に異なる処理を指示できるプログラミングモデルの構築と，個々のPIMプロセッサが持つメモリを有効利用することが課題と分かった．(2) UPMEMを活用した木構造と，それを利用したインメモリデータベースを試作し，UPMEMのプログラミングの知見を得た．試作したデータベースを用い，理想的な状況ではCPUだけで処理する場合に比べて最大4.7倍高速になることが確認できた．一方で，一部のPIMプロセッサに処理が集中しないよう負荷分散することが課題になった．また，UPMEMのような超並列な計算コアが独立に動作するシステムでは，プログラムのデバッグにも課題が有ることが分かった．(3) UPMEM上で与えられたプログラムを実行する際の消費電力見積りの方法を調査し，既存研究では不十分であることが分かった．特に，DRAMの状態の変化を考慮した詳細な評価手法が必要である．さらに， UPMEMに適したワークロードを調査し，木構造の検索の他にも分割統治型の文字列処理が有望であるという結論を得た．また，UPMEMに留まらず，ヘテロジニアスなメモリを持つシステムでデータを適切に配置したり転送したりする研究を行い，DRAMとネットワークを介してアクセスするリモートメモリを活用するシステムについての知見を得た．

In the year 2022, UPMEM will use the language to build a basic survey and carry out the following tasks. UPMEM's universal use of PIM was the only possibility at the time when the research started, and the world's PIM research and application was in full use. (1) The CPU is transplanted to the TinyGo processing system UPMEM from the original CPU.また, PIM プロセッサ用なインタプリタと, のインタプリタで実 on the CPU行しているプログラムの一の关数をUPMEM で実行できる士组みをtrial workした． plural のPIMプロセッサにnatural にdifferentなるprocessingをindicationできるプログラミングモデルのstruct Architecturally, individual PIM プロセッサがhold つメモリをeffective use of することがproject と分かった． (2) UPMEM utilizes the wood structure, UPMEM utilizes the wood structure, and UPMEM utilizes the wood structure. The test system is used for trial production, and the ideal condition of the CPU is used to handle the situation. It is up to 4.7 times faster than the system and is confirmed by the system. On the one hand, one part of the PIM processing is concentrated and the load is dispersed, and the problem is solved.また, UPMEM のようなsuper parallel calculation コアが independent action するシステムでは,プログラムのデバッグにも题目が有ることが分かった． (3) UPMEM has carried out a survey on electricity consumption and its methods, and the existing research has not been very accurate. In particular, it is necessary to consider the change of DRAM status in detail and evaluate the method in detail.さらに, UPMEM にAdaptation したワークロードをInvestigation し, Wooden Structure の検SO のhim にもDivided Dominance Type のWord Column Processing がHope であるというConclusion をget た．また、UPMEMにstayまらず、ヘテロジニアスなメモリをHold the つシステムでデータをappropriate configuration and send the したりするken Research on the line, DRAM technologyするシステムについての知见をgetた．