オンチップマルチプロセッサにおける共有変数用キャッシュの開発

片上多处理器中共享变量缓存的开发

• 批准号: 14780227
• 负责人: 山脇 彰
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780227/
• 关键词: 共有変数; 同期通信; キャッシュアーキテクチャ; オンチップマルチプロセッサ; 同期; 通信; マルチスレッド; 並列処理

研究概要:共有変数に同期を付加し(同期共有変数),より効率的な並列処理の実現を図る研究がある.同期共有変数を介した通信は同期と同時に実行され,それをスコープとした統一的で単純かつ高性能な同期通信手法が提供される.そのような並列処理をサポートする機構として,マルチプロセッサオンチップ(MOC)における共有変数キャッシュ(TSVMキャッシュ)を提案した.TSVMキャッシュは従来のデータキャッシュの一部に組み込まれ,同期共有変数をキャッシングする.同期共有変数による同期通信はTSVMキャッシュ間の一貫性制御により暗黙的に行われる.本研究では,TSVMキャッシュをハードウェア記述言語(VHDL)で開発し,その効果を明らかにした.研究経過および成果:平成14年度にTSVMキャッシュの基本設計を終え,その概要と性能見積もりをICPAD2002(平成14年12月)で発表した.平成15年度でTSVMキャッシュの詳細な論理設計をVHDLで行い,それを搭載したMOCのシミュレータを構築した.そのシミュレータを用いてTSVMキャッシュの性能等をサイクル精度で詳細に評価した.WEPA-1(平成16年2月)では,TSVMキャッシュのハード量をFPGAに実装して見積もり,従来の同期通信手法に対するTSVMキャッシュの効果も明らかにした.そこでは,従来のキャッシュに対し,TSVMキャッシュのコントローラは非常に小さく,キャッシュ全体のハード量は79%しか増加しないことがわかった.さらに,従来の同期通信手法がTSVMキャッシュにより最大で約15倍高速化された.火の国シンポジウム(平成16年3月)では,その結果に加え,応用プログラムにおけるTSVMキャッシュの効果も明らかにした.PDCN2004(平成16年2月)では,TSVMキャッシュの高性能化に対する3つの工夫を評価し,その効果を明らかにした.

Summary of the study: Total number of concurrent payments (total number of concurrent payments), and the parallel processing of the rate of research. The number of simultaneous communications is different from the number of simultaneous communications, and the number of simultaneous communications is different from that of simultaneous communications. The total number of organizations and organizations in the United States and the United States is estimated to be 1,000. Total number of concurrent communications TSVM, consistent control between concurrent communications, and control of concurrent communications. In this study,TSVM was developed and its effects were clarified. Results of the research: Basic design of TSVM in Heisei 14 was finalized, and its performance summary was presented in ICPAD2002(December, Heisei 14). In 2015, the TSVM was designed in VHDL, and the MOC was constructed. WEPA-1(February, 2006), TSVM has been installed in FPGA and the results of TSVM's performance in the simultaneous communication method have been clearly evaluated. TSVM's total number of visitors increased by 79%. TSVM's total number of visitors increased by 79%. Today, the simultaneous communication method is about 15 times faster than TSVM. PDCN 2004 (February, 2006) reviewed the efforts made by TSVM to improve its performance, and the results were clearly demonstrated.

项目成果

Akira Yamawaki, Masahiko Iwane: "Organization of Shared Memory with Synchronization for Multiprocessor-on-a-chip"9^<th> International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS 2002). 83-90 (2002)

Akira Yamawaki、Masahiko Iwane：“片上多处理器同步共享内存的组织”第 9 届并行和分布式系统国际会议 (ICPADS 2002)。

Akira Yamawaki, Masahiko Iwane: "Organization of Shared Memory with Synchronization for Multiprocessor-on-a-chip"Proceedings of the Ninth International Conference on Parallel and Distributed Systems. 83-90 (2002)

Akira Yamawaki、Masahiko Iwane：“片上多处理器同步共享内存的组织”第九届并行和分布式系统国际会议论文集。

Akira Yamawaki, Masahiko Iwane: "Implementation and Evaluation of Novel Cache Architecture for Communicating Shared Variable with Synchronization on a SOC-multiprocessor"1st Workshop on Embedded Parallel Architectures (WEPA-1). 3-8 (2004)

Akira Yamawaki、Masahiko Iwane：“用于在 SOC 多处理器上同步通信共享变量的新型缓存架构的实现和评估”第一届嵌入式并行架构研讨会 (WEPA-1)。

Akira Yamawaki, Masahiko Iwane: "EVALUATION OF MECHANISMS INTRODUCED TO IMPROVE PERFORMANCE OF TSVM CACHE"The IASTED International Conference on PARALLEL AND DISTRIBUTED COMPUTING AND NETWORKS (PDCN2004). 502-507 (2004)

Akira Yamawaki、Masahiko Iwane：“为提高 TSVM 缓存性能而引入的机制的评估”IASTED 并行和分布式计算与网络国际会议 (PDCN2004)。

山脇 彰, 岩根 雅彦: "TSVMキャッシュの効率的な一貫性制御"火の国シンポジウム2004 予稿集. B-3-4 (2004)

Akira Yamawaki、Masahiko Iwane：“TSVM 缓存的高效一致性控制”2004 年 Hinokuni 研讨会论文集。B-3-4 (2004)