著者

井手上慶 河村慎二 津邑公暁

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. 計算機アーキテクチャ研究会報告

巻号頁・発行日

vol.2014, no.1, pp.1-9, 2014-09-29

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スマートフォンなどの普及に伴い,ガベージコレクション (GC) の性能が与える影響範囲が拡大している.一方,GC は主にアルゴリズム面で改良がなされてきたが,GC 実行時のレスポンス低下など,重要な問題の根本的解決には未だ至っていない.これに対し我々は,ハードウェア支援により GC を高速化する手法をこれまでにいくつか提案しており,その有用性について検討してきた.本稿では,まず我々が提案している二つの手法を取り上げ,それぞれ評価結果を示すとともにその有用性について述べる.これらの手法はいずれも,GC における基本的な構成処理要素に着目し,その高速化を図るものである.その後,現在我々が取り組んでいるハードウェア支援を用いたコンパクション機能について述べる.コンパクション機能を実装している既存の GC アルゴリズムはいくつか存在しているが,オブジェクトの移動時には当該オブジェクトを参照しているポインタを張り替える必要があり,これは一般にコストが比較的大きい.そこで本手法では,オブジェクト間の参照関係を記憶する専用の表をプロセッサに追加し,これを利用することで高速なポインタの書き換え,およびコンパクション機能の実現を目指す.そして最後に,この手法により期待される効果について考察する.

著者

山田遼平 橋本高志良 津邑公暁

雑誌

研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)

巻号頁・発行日

vol.2014-ARC-211, no.1, pp.1-8, 2014-07-21

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マルチコア環境では,共有変数へのアクセス調停のためにロックを用いることが一般的である.しかし,ロックには並列性の低下やデッドロックの発生などの問題があるため,これに代わる並行性制御機構としてトランザクショナルメモリ (TM) が提案されている.この機構のハードウェア実装であるハードウェア・トランザクショナルメモリ (HTM) では,アクセス競合が発生しない限りトランザクションが投機実行される.HTM では投機実行が失敗した場合,再び競合が発生することをを防ぐため,トランザクションの再実行までに待機時間を設定するアルゴリズムが採用されている.しかし,既存の待機アルゴリズムでは適切な待機時間を設定できていないため,再び競合が発生して投機実行の失敗が繰り返されることで,HTM の性能が著しく低下してしまう場合がある.本稿では,この待機アルゴリズムを改良し,トランザクションの実行状況に応じた待機処理を行うことで HTM を高速化する手法を提案する.シミュレーションによる評価の結果,提案手法により最大 59.9%,16 スレッドで平均 11.2%の高速化を確認した.

著者

井手上慶 河村慎二 津邑公暁

雑誌

研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)

巻号頁・発行日

vol.2014-ARC-212, no.1, pp.1-9, 2014-09-29

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スマートフォンなどの普及に伴い,ガベージコレクション (GC) の性能が与える影響範囲が拡大している.一方,GC は主にアルゴリズム面で改良がなされてきたが,GC 実行時のレスポンス低下など,重要な問題の根本的解決には未だ至っていない.これに対し我々は,ハードウェア支援により GC を高速化する手法をこれまでにいくつか提案しており,その有用性について検討してきた.本稿では,まず我々が提案している二つの手法を取り上げ,それぞれ評価結果を示すとともにその有用性について述べる.これらの手法はいずれも,GC における基本的な構成処理要素に着目し,その高速化を図るものである.その後,現在我々が取り組んでいるハードウェア支援を用いたコンパクション機能について述べる.コンパクション機能を実装している既存の GC アルゴリズムはいくつか存在しているが,オブジェクトの移動時には当該オブジェクトを参照しているポインタを張り替える必要があり,これは一般にコストが比較的大きい.そこで本手法では,オブジェクト間の参照関係を記憶する専用の表をプロセッサに追加し,これを利用することで高速なポインタの書き換え,およびコンパクション機能の実現を目指す.そして最後に,この手法により期待される効果について考察する.

著者

橋本高志良 井出源基 山田遼平 堀場匠一朗 津邑公暁

雑誌

研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)

巻号頁・発行日

vol.2014-ARC-208, no.22, pp.1-8, 2014-01-16

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マルチコア環境では,一般的にロックを用いて共有変数へのアクセスを調停する.しかし,ロックには並列性の低下やデッドロックの発生などの問題があるため,これに代わる並行性制御機構としてトランザクショナルメモリが提案されている.この機構のハードウェア実装であるハードウェアトランザクショナルメモリ (HTM) では,アクセス競合が発生しない限りトランザクションが投機的に実行される.しかし,共有変数に対する複合操作が行われるようなトランザクションが並行実行された場合,その際に発生するストールが完全に無駄となる場合がある.本稿では,このような同一の共有変数に対する Read→Write の順序でのアクセスを検出し,それに関与するトランザクションを排他実行することで,HTM の全体性能を向上させる手法を提案する.シミュレーションによる評価の結果,提案手法により 16 スレッド実行時において最大 72.2%,平均 17.5%の性能向上を達成した.

著者

山田遼平 堀場匠一朗 井出源基 橋本高志良 津邑公暁

雑誌

研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)

巻号頁・発行日

vol.2014-ARC-208, no.23, pp.1-9, 2014-01-16

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マルチコア環境における並列プログラミングでは,一般的にロックを用いて共有リソースへのアクセスを調停する.しかし,ロックには並列性の低下やデッドロックの発生などの問題があるため,これに代わる並行性制御機構としてトランザクショナルメモリ (TM) が提案されている.これをハードウェアで実現する HTM では,一般的にアクセス競合が発生した場合にトランザクションの実行を停止する必要があるため,一時的に並列度が低下してしまう.そこで本稿では,競合が発生したとしてもトランザクションの実行を停止させず,競合相手がコミットまで到達すると仮定して投機的に実行を継続することで並列度を増大させる手法を提案する.評価の結果,既存手法に比べて,最大 9.63%,16 スレッドで平均 1.74% の実行サイクル数の削減を確認した.

著者

鈴木 郁真 池内 康樹 津邑公暁 中島 康彦 中島 浩

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.46, no.16, pp.129-143, 2005-12-15

被引用文献数

5

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遺伝的アルゴリズムにおいて最も処理時間を要する適合度計算に対し,再利用を適用することで高速化する手法を提案し,再利用の有効性を示す.適合度計算の入力となる遺伝子が,前世代で処理された遺伝子と多くの共通部分を持つことから,適合度関数を分割することで再利用の効果を引き出す手法について述べる.GENEsYs を用いて評価した結果,2 点交叉で最大83%,平均27%のサイクル数を削減できた.さらに,関数分割などの改良を施すことにより,最大86%,平均38%までこれが向上した.特に適合度計算に要する時間が長い適合度関数について,再利用の効果がより大きくなることが分かった.This paper describes a speedup technique with computational reuse for the fitness calculation of GA programs. A genotype has many genes in common with its parental genotypes. Therefore, partial results of fitness calculation are reusable. Through the result of an evaluation with GENEsYs, a well-known GA software, we show that the maximum ratio of the cycle reduction reaches 83%, while accomplishing average reduction of 27% with 2-point crossover. Futhermore, dividing fitness procedures raises the maximum ratio to 86% and average ratio to 38%.