著者

DouangchakSithixay 佐藤未来子 山田浩史 並木美太郎

雑誌

研究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2013-OS-127, no.8, pp.1-10, 2013-11-26

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本稿では,仮想化環境における省電力化を目的とし,消費エネルギー予測に基づいた省電力化を行う仮想マシンモニター (VMM) の設計,実装と評価について述べる.従来手法では,OS やアプリケーションを修正する必要があるが,本研究では VMM レイヤにおいて動的電圧・周波数制御 (DVFS) 時の仮想マシン (VM) ごとの演算性能,消費電力,ネットワーク I/O,ディスク I/O の予測に基づいた省電力制御を行うことで,VM のゲスト OS やアプリケーションに対して透過的に省電力を実現できるのが特徴である.本手法では,VM 実行時のキャッシュミス率やプロセッサ全体のメモリアクセス頻度などのハードウェアパフォーマンスカウンタの情報と仮想 NIC,仮想 I/O の情報を用いて,多変量回帰分析手法により求めた最適な演算性能,消費電力またはスループットをもとに DVFS 制御を実施する.実装には,Linux カーネルを用いた VMM である KVM を用いた.評価より,コア単位で DVFS 制御可能なマルチコア環境において,演算性能とスループットの条件の範囲内で VM が 1 台ある場合,最大でメモリバウンドベンチマークにて 38.3%,ディスクベンチマークにて 35.1%,ネットワークベンチマークにて 46.0%,VM が複数台ある場合,最大で 44.3% のプロセッサの消費エネルギーの削減率を確認した.

著者

松尾 和弥 佐藤未来子 並木 美太郎

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム(OS) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2007, no.36, pp.39-46, 2007-04-05

被引用文献数

1

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OS をはじめとするシステム構築において、実際の計算機の動作データ、資源利用データは有用な情報となる。そこで本研究では各種アーキテクチャ対応の高速な命令、メモリアクセストレーサを構築した。構築したトレーサによって x86、ARM アーキテクチャでの実行命令列、アクセスされた物理アドレス、物理アドレスに対応する仮想アドレス、アクセス時・命令実行時の CPU 特権レベル、実行中プロセスの PID といった情報がトレースできる。構築はフリー、オープンソースの CPU エミュレータ QEMU に300行程度のコードを追加することで実現した。また、有用性を確認するために、構築したトレーサの性能評価を行い、さらに実際に構築したトレーサを省電力手法の考察に応用した例を示す。In development of computer systems such as OS, actual data about behaviour and resource usage of a computer is important. So we developed high speed tracer of executed instruction and main RAM access for various architecture. By our tracer, we can trace data about executed instructions, accessed physical and virtual memory address, CPU mode and PID on x86 and ARM. To develop our tracer, we remodeled QEMU, free and open source CPU emulator. In addition, to show the usefulness of our tracer, we evaluated the performance of our tracer and applied our tracer to the research of low power computer system.

著者

柴田 巧一 浅井 光男 佐藤未来子 井川 勝 金 允起 滝安 美弘

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告オーディオビジュアル複合情報処理(AVM)

巻号頁・発行日

vol.1994, no.85, pp.33-40, 1994-10-07

被引用文献数

1

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ビデオオンデマンドサーバの基本モデルを開発したのでその仕様と測定結果を報告する。この試作サーバは2Mbit/s程度の圧縮画像を同時に4チャネル配送可能である。圧縮符号化された画像と音声は単一の3.5inch SCSIディスクに格納される。ユーザ端末とサーバはFDDIネットワークで接続され、TCP/IP,UDP/IPプロトコルを用いて通信を行う。ユーザはサーバ上の映像を自由に選択可能で、ビデオテーププレーヤと同等の特殊再生が可能である。我々はさらに、将来のビデオオンデマンドシステムの構成、および拡張性を持つスイッチバス構造を持つサーバアーキテクチャを提案する。We have developed a primary prototype of Video on Demand Server. This prototype system have four simultaneous random access capability. Compressed audio data and video data are stored into single 3.5 inch SCSI disk drive. User terminal and the Server are connected by TCP/IP and UDP/IP on FDDI. Users can select and view programs (movies, news, etc.) independently from another user. And some VCR-like trick-plays (FF, REW, PAUSE, etc.) are available via network. We also proposed the scalable switch-bus architecture. It has extendibility for supplying video streams number and storage capacity.

著者

笹田 耕一 佐藤未来子 河原 章二 加藤義人 大和 仁典 中條拓伯 並木 美太郎

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS) (ISSN:18827829)

巻号頁・発行日

vol.44, no.11, pp.215-225, 2003-08-15

参考文献数

11

被引用文献数

10

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近年,マルチスレッドプロセッサアーキテクチャの研究が盛んである.このアーキテクチャの性能を引き出すためには,システムソフトウェアのサポートが不可欠であるが,従来のモデルでは,カーネルが計算実体を管理するため,このアーキテクチャの利点を十分に活用することができなかった.そこで本研究では,マルチスレッドアーキテクチャ上で効率的に機能するユーザレベルスレッドライブラリの実現方法を検討し,実際に作成した.ライブラリは,1チップが複数持つ実スレッドを管理し,スレッドの並列実行をサポートすることで性能を向上させる.また,プロセッサのスレッド制御命令を利用することで,高速なスレッド制御を可能にする.ユーザレベルでスレッドを管理するうえで困難な問題はOSと協調動作することで解決する.シミュレータによる評価の結果,スレッドの並列実行により最大1.5倍の性能向上を確認した.また,軽量なスレッド制御を実現した.Recently, there are many studies on multithreaded processor architecture. In order to get the higher performance of this architecture, support of system software is indispensable. However, from the view of performance, the advantage of the architecture has not been utilized enough without kernel supports for Architecture (Physical) Threads. In this research, we have designed and developed a thread library that works efficiently on a multithread architecture. Architecture Threads of a processor are managed on a user level library supports to parallelize threads and improve performance. Using the thread control instructions of the processor enables high-speed thread control. Inefficiency when managing threads on a user level would be improved by cooperation with OS. As a result of simulation based evaluation, up to 1.5 times higher performance has been gained by parallel execution. Moreover, we have accomplished a lightweight thread control.

著者

小倉佑太 佐藤未来子 並木美太郎

雑誌

研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)

巻号頁・発行日

vol.2013-ARC-205, no.7, pp.1-8, 2013-04-18

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マルチコアプロセッサを用いた組込み向けハードウェアの性能向上において,リアルタイム処理と IT システムを並列動作させる要求が高まっている.本発表では,マルチコアプロセッサ上の VMM である Optimus Virtual Machine (OVM) を提案する.OVM では,リアルタイム制約のない汎用 OS,ソフトリアルタイムの OS,ハードリアルタイムの OS ないし OS のないハードウェアを直接制御するプログラムの三種類のパラダイムに対して,EDF によるデッドラインスケジューリングによる VM,またはコア固定による最高優先度の VM などを VMM で管理することにより,異種のリアルタイムに対する要求を適切に調停する.本 VMM を ARM マルチコアプロセッサをハードコアとして有する Xilinx 社の Zynq 上に実装し,遅延やオーバーヘッドを抑えつつ動作することを検証できた.今後の課題として,VM のメモリ管理が挙げられる.

著者

和田基 塚本潤 小林弘明 高橋昭宏 坂本龍一 佐藤未来子 天野英晴 近藤正彰 中村宏 並木美太郎

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

研究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2013, no.5, pp.1-8, 2013-04-18

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細粒度 PG (Power Gating) 制御を行うプロセッサでは,温度やキャッシュのヒット率などの動的なスリープ要因を適切に反映した命令列を実行することが重要である.本発表では,JIT コンパイラの生成するコードに対して,動的要因として実行時のチップ温度を考慮した細粒度 PG 制御を最適化する方式を提案する.筆者らが研究している Geyser アーキテクチャの細粒度 PG 方式を QEMU ベースである AndroidEmulator によってシミュレートした評価実験において,PG 制御を行わない場合と比較し,VM と JIT コンパイラおよび生成されたコードを実行するプロセス全体で平均 6%,最大 22% でリーク電力を削減することができた。

著者

吉原陽香 笹田耕一 佐藤未来子 並木美太郎

雑誌

第73回全国大会講演論文集

巻号頁・発行日

vol.2011, no.1, pp.173-175, 2011-03-02

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本研究はオブジェクト指向スクリプト言語であるRubyでOSの資源管理機能を実装することを目標とした.Ruby処理系をOSのないハードウェア上で直接実行し,その内部でRubyスクリプトをを実行するVMや,Rubyの言語仕様を利用して,安全性が高く見通しの良い構成のOSを目指す.現時点までに,Cで書かれた既存のRuby処理系をベアマシン上に移植した.さらにOSの記述に必要となる実メモリ・I/OポートへのアクセスといったRubyの言語仕様にない機能を拡張ライブラリにて実装した.またキーボードとテキストVRAMのドライバを作成し,それらを利用するスクリプトを記述して実行を確認した.