特開 2024-140222 キャッシュ設定プログラム、キャッシュ設定方法および情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140222

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】キャッシュ設定プログラム、キャッシュ設定方法および情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 12/0871 20160101AFI20241003BHJP

   G06F 12/0864 20160101ALI20241003BHJP

   G06F 12/0895 20160101ALI20241003BHJP

   G06F 8/41 20180101ALI20241003BHJP

   G06F 12/0862 20160101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G06F12/0871 100

G06F12/0864

G06F12/0895 106

G06F8/41 130

G06F12/0862 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051260

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002918

【氏名又は名称】弁理士法人扶桑国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新井 正樹

【テーマコード（参考）】

5B081

5B205

【Ｆターム（参考）】

5B081CC27

5B205JJ13

5B205PP03

5B205TT02

5B205UU45

(57)【要約】

【課題】パラメータ変数の値に応じた動的なキャッシュ制御を可能にする。
【解決手段】情報処理装置１０は、プログラム１３から、パラメータ変数１４と、参照回数がパラメータ変数１４の値に依存するデータ変数１５ａ，１５ｂとを検出する。情報処理装置１０は、パラメータ変数１４の値とデータ変数１５ａ，１５ｂそれぞれの参照回数との関係に基づいて、パラメータ変数１４の値に対する条件１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、特定のデータ変数のためにキャッシュメモリの中から一部のメモリ領域を分割するキャッシュ制御に対する制御方法１８ａ，１８ｂ，１８ｃとを対応付けた状況情報１６を生成する。情報処理装置１０は、実行時のパラメータ変数１４の値が条件１７ａ，１７ｂ，１７ｃのうちの何れの条件に該当するか判定して、該当する条件に対応する制御方法を実行するプログラム１９を、プログラム１３に付加する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のプログラムから、パラメータ変数と、参照回数が前記パラメータ変数の値に依存する１以上のデータ変数とを検出し、
前記パラメータ変数の値と前記１以上のデータ変数それぞれの前記参照回数との関係に基づいて、前記パラメータ変数の値に対する異なる複数の条件と、特定のデータ変数のためにキャッシュメモリの中から一部のメモリ領域を分割するキャッシュ制御に対する異なる複数の制御方法とを対応付けた状況情報を生成し、
実行時の前記パラメータ変数の値が前記複数の条件のうちの何れの条件に該当するか判定して、前記複数の制御方法のうち前記該当する条件に対応する制御方法を実行する第２のプログラムを、前記第１のプログラムに付加する、
処理をコンピュータに実行させるキャッシュ設定プログラム。

【請求項2】

前記複数の制御方法のうちの少なくとも１つの制御方法は、前記１以上のデータ変数のうちの少なくとも１つのデータ変数を前記一部のメモリ領域に割り当てることを含む、
請求項１記載のキャッシュ設定プログラム。

【請求項3】

前記複数の条件のうち前記少なくとも１つの制御方法に対応する条件は、前記少なくとも１つのデータ変数の前記参照回数に基づく指標値が閾値を超えることを示す、
請求項２記載のキャッシュ設定プログラム。

【請求項4】

前記１以上のデータ変数は配列変数であり、前記指標値は、前記配列変数が示す配列データに含まれる要素１つ当たりの平均参照回数である、
請求項３記載のキャッシュ設定プログラム。

【請求項5】

前記少なくとも１つの制御方法は、前記一部のメモリ領域のウェイ数を、前記少なくとも１つのデータ変数のデータサイズに基づいて設定することを含む、
請求項２記載のキャッシュ設定プログラム。

【請求項6】

前記複数の制御方法のうちの少なくとも１つの制御方法は、前記一部のメモリ領域のウェイ数を、実行時の前記パラメータ変数の値に基づいて設定することを含む、
請求項１記載のキャッシュ設定プログラム。

【請求項7】

前記１以上のデータ変数は、ループの中で参照される配列変数であり、前記パラメータ変数は、前記ループの反復回数を制御する変数である、
請求項１記載のキャッシュ設定プログラム。

【請求項8】

第１のプログラムから、パラメータ変数と、参照回数が前記パラメータ変数の値に依存する１以上のデータ変数とを検出し、
前記パラメータ変数の値と前記１以上のデータ変数それぞれの前記参照回数との関係に基づいて、前記パラメータ変数の値に対する異なる複数の条件と、特定のデータ変数のためにキャッシュメモリの中から一部のメモリ領域を分割するキャッシュ制御に対する異なる複数の制御方法とを対応付けた状況情報を生成し、
実行時の前記パラメータ変数の値が前記複数の条件のうちの何れの条件に該当するか判定して、前記複数の制御方法のうち前記該当する条件に対応する制御方法を実行する第２のプログラムを、前記第１のプログラムに付加する、
処理をコンピュータが実行するキャッシュ設定方法。

【請求項9】

パラメータ変数と、参照回数が前記パラメータ変数の値に依存する１以上のデータ変数とを含む第１のプログラムを記憶する記憶部と、
前記パラメータ変数の値と前記１以上のデータ変数それぞれの前記参照回数との関係に基づいて、前記パラメータ変数の値に対する異なる複数の条件と、特定のデータ変数のためにキャッシュメモリの中から一部のメモリ領域を分割するキャッシュ制御に対する異なる複数の制御方法とを対応付けた状況情報を生成し、実行時の前記パラメータ変数の値が前記複数の条件のうちの何れの条件に該当するか判定して、前記複数の制御方法のうち前記該当する条件に対応する制御方法を実行する第２のプログラムを、前記第１のプログラムに付加する処理部と、
を有する情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はキャッシュ設定プログラム、キャッシュ設定方法および情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多くのコンピュータは、メインメモリと比べて高速かつ小容量のキャッシュメモリを有する。プロセッサから要求されたデータがキャッシュメモリにあるキャッシュヒットの場合、メインメモリに代えてキャッシュメモリから当該データが読み出される。一方、要求されたデータがキャッシュメモリにないキャッシュミスの場合、メインメモリからキャッシュメモリに当該データがロードされる。このとき、キャッシュメモリの空き容量が不足している場合、何れかの他のデータがキャッシュメモリから削除される。

【0003】

上記の性質上、様々なデータを異なる参照頻度で参照するプログラムを実行する場合、コンピュータは、参照頻度が高いデータについてキャッシュメモリ上でロードと削除を繰り返すおそれがあり、キャッシュヒット率が低下することがある。そこで、コンピュータは、プログラムからの指示に応じて、キャッシュメモリの中の一部のメモリ領域を一部のデータのために確保するキャッシュ制御を行うことがある。参照頻度が高いデータを特定のメモリ領域に割り当てることで、キャッシュヒット率が向上することがある。このようなキャッシュ制御機構は、セクタキャッシュと呼ばれることがある。

【0004】

なお、データをグループ化し、ｎウェイセットアソシアティブのキャッシュメモリに含まれる１つのウェイに１つのデータグループを割り当てるウェイ固定方法が提案されている。また、ソースコードに記載された変数および配列のアクセス状況を解析し、キャッシュメモリの利用の有無と利用するメモリ領域とを決定し、決定に従ってキャッシュメモリの設定を変更するオブジェクトコードを生成するコンパイラが提案されている。

【0005】

また、複数のフィールド変数それぞれのアクセス回数を静的解析によって計数し、アクセス回数に基づいて複数のフィールド変数を整列することで、キャッシュメモリのデータ配置を最適化する方法が提案されている。また、入れ替えないデータを記憶する配列キャッシュ領域と、配列キャッシュ領域よりも出現頻度が低いデータを記憶する入れ替え可能領域とを含むハイブリッドキャッシュが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９－９８９３３号公報

【特許文献2】特開２０１１－１７０４３９号公報

【特許文献3】米国特許第９０９２５５８号明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２０１７／０１６１１９３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように、コンピュータは、プログラムからの指示に応じてキャッシュメモリのメモリ領域を分割することがある。このようなキャッシュ制御に関する従来技術は、プログラムの実行前にキャッシュメモリの利用方法を静的に決定する。

【0008】

しかし、プログラムによっては、実行時のパラメータ変数の値に応じて各データの参照状況が変化することがある。このため、静的に決定された利用方法では、キャッシュメモリが効率的に利用されない場合がある。そこで、１つの側面では、本発明は、パラメータ変数の値に応じた動的なキャッシュ制御を可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

１つの態様では、コンピュータに以下の処理を実行させるキャッシュ設定プログラムが提供される。第１のプログラムから、パラメータ変数と、参照回数がパラメータ変数の値に依存する１以上のデータ変数とを検出する。パラメータ変数の値と１以上のデータ変数それぞれの参照回数との関係に基づいて、パラメータ変数の値に対する異なる複数の条件と、特定のデータ変数のためにキャッシュメモリの中から一部のメモリ領域を分割するキャッシュ制御に対する異なる複数の制御方法とを対応付けた状況情報を生成する。実行時のパラメータ変数の値が複数の条件のうちの何れの条件に該当するか判定して、複数の制御方法のうち該当する条件に対応する制御方法を実行する第２のプログラムを、第１のプログラムに付加する。

【0010】

また、１つの態様では、コンピュータが実行するキャッシュ設定方法が提供される。また、１つの態様では、記憶部と処理部とを有する情報処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

１つの側面では、パラメータ変数の値に応じた動的なキャッシュ制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施の形態の情報処理装置を説明するための図である。

【図2】第２の実施の形態の情報処理装置のハードウェア例を示す図である。

【図3】ＣＰＵの構造例を示すブロック図である。

【図4】ソースコードへのセクタ利用命令の挿入例を示す図である。

【図5】セクタキャッシュを動的に制御するセクタ利用命令の例を示す図である。

【図6】セクタキャッシュ利用の流れの例を示す図である。

【図7】ソースコードからのＳＣｏＰテキストの生成例を示す図である。

【図8】ソースコード変換で生成されるテーブルの例を示す図である。

【図9】ソースコード変換で生成されるテーブルの例を示す図（続き１）である。

【図10】ソースコード変換で生成されるテーブルの例を示す図（続き２）である。

【図11】変換後のソースコードの例を示す図である。

【図12】情報処理装置の機能例を示すブロック図である。

【図13】ソースコード変換の手順例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態を説明する。

【0014】

図１は、第１の実施の形態の情報処理装置を説明するための図である。
第１の実施の形態の情報処理装置１０は、プログラム１３を解析し、キャッシュメモリの利用方法を指示するプログラム１９を生成してプログラム１３に付加する。情報処理装置１０は、クライアント装置でもよいしサーバ装置でもよい。情報処理装置１０が、コンピュータまたはキャッシュ設定装置と呼ばれてもよい。

【0015】

情報処理装置１０は、記憶部１１および処理部１２を有する。記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性半導体メモリでもよいし、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの不揮発性ストレージでもよい。

【0016】

処理部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサである。ただし、処理部１２が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの電子回路を含んでもよい。プロセッサは、例えば、ＲＡＭなどのメモリ（記憶部１１でもよい）に記憶されたプログラムを実行する。プロセッサの集合が、マルチプロセッサまたは単に「プロセッサ」と呼ばれてもよい。

【0017】

記憶部１１は、プログラム１３を記憶する。また、記憶部１１は、後述する方法によって生成される状況情報１６を記憶する。また、記憶部１１は、後述する方法によってプログラム１３から生成されるプログラム１９を記憶する。

【0018】

プログラム１３，１９は、Ｃ言語などの高水準プログラミング言語で記述されたソースコードであってもよい。また、プログラム１３，１９は、コンパイラがソースコードから生成する中間コード、アセンブリ言語で記述されたアセンブリコード、または、機械語で記述されたオブジェクトコードであってもよい。後述するプログラム１９の生成は、コンパイラの前段としてのプリプロセッサの中で実行されてもよい。また、後述するプログラム１９の生成は、コンパイラの中で実行されてもよい。

【0019】

処理部１２は、プログラム１３から、パラメータ変数１４と、参照回数がパラメータ変数１４の値に依存する１個以上のデータ変数（以降では、１個以上のデータ変数を「１以上のデータ変数」と記載する場合がある）とを検出する。図１の例では、プログラム１３からデータ変数１５ａ，１５ｂが検出されている。パラメータ変数１４は、例えば、実行時に値が決まるため静的解析では値が確定しない数値変数である。パラメータ変数１４は、ループの反復回数を制御する制御変数であってもよい。データ変数１５ａ，１５ｂは、配列変数であってもよく、ループに含まれていてもよい。

【0020】

処理部１２は、パラメータ変数１４の値と１以上のデータ変数それぞれの参照回数との関係に基づいて、状況情報１６を生成する。例えば、データ変数１５ａ，１５ｂそれぞれの参照回数が、パラメータ変数１４を含む式で表現される。

【0021】

状況情報１６は、パラメータ変数１４の値に関する異なる複数の条件と、キャッシュ制御に関する異なる複数の制御方法とを対応付ける。キャッシュ制御は、特定のデータ変数のために実行時にキャッシュメモリの中から一部のメモリ領域を分割する。このようなキャッシュ制御機構がセクタキャッシュと呼ばれてもよく、分割されたメモリ領域がセクタと呼ばれてもよい。分割数は２であってもよい。図１の例では、状況情報１６は、条件１７ａと制御方法１８ａとを対応付け、条件１７ｂと制御方法１８ｂとを対応付け、条件１７ｃと制御方法１８ｃとを対応付ける。

【0022】

ある制御方法は、少なくとも１つのデータ変数を、一部のメモリ領域に割り当てることを含んでもよい。その場合、例えば、当該一部のメモリ領域は、割り当てられたデータ変数のデータのみを記憶し、他のデータ変数のデータを記憶しない。また、ある制御方法は、分割される一部のメモリ領域のサイズを指定してもよい。サイズは、ウェイ数によって指定されてもよい。また、ある条件は、少なくとも１つのデータ変数について、参照回数に関する指標値が閾値を超えるためのパラメータ変数１４の範囲を示してもよい。また、ある制御方法は、キャッシュメモリの分割を行わないことを示してもよい。

【0023】

一例として、条件１７ａは、パラメータ変数１４の値が２０００以上であることを規定する。制御方法１８ａは、キャッシュメモリの中からウェイ数が８のメモリ領域を確保し、そのメモリ領域にデータ変数１５ａ，１５ｂを割り当てる。条件１７ｂは、パラメータ変数１４の値が１０００以上かつ２０００未満であることを規定する。制御方法１８ｂは、キャッシュメモリの中からウェイ数が４のメモリ領域を確保し、そのメモリ領域にデータ変数１５ａを割り当てる。条件１７ｃは、パラメータ変数１４の値が１０００未満であることを規定する。制御方法１８ｃは、固定のメモリ領域を確保しない。

【0024】

処理部１２は、状況情報１６に基づいてプログラム１９を生成し、プログラム１９をプログラム１３に付加する。処理部１２は、プログラム１３の先頭、または、データ変数１５ａ，１５ｂが参照されるブロックの先頭に、プログラム１９を挿入してもよい。プログラム１９は、実行時のパラメータ変数１４の値が、条件１７ａ，１７ｂ，１７ｃのうちの何れの条件に該当するか判定する。プログラム１９は、制御方法１８ａ，１８ｂ，１８ｃのうち、該当する条件に対応する制御方法を実行する。

【0025】

処理部１２は、プログラム１９が付加されたプログラム１３を出力する。処理部１２は、プログラム１９が付加されたプログラム１３を不揮発性ストレージに保存してもよいし、表示装置に表示してもよいし、他の情報処理装置に送信してもよい。

【0026】

以上説明したように、第１の実施の形態の情報処理装置１０は、プログラム１３から、パラメータ変数１４と、参照回数がパラメータ変数１４の値に依存する１以上のデータ変数とを検出する。情報処理装置１０は、パラメータ変数１４の値と各データ変数の参照回数との関係に基づいて、状況情報１６を生成する。状況情報１６は、パラメータ変数１４の値に対する異なる複数の条件と、キャッシュ制御に対する異なる複数の制御方法とを対応付ける。情報処理装置１０は、プログラム１９をプログラム１３に付加する。プログラム１９は、実行時のパラメータ変数１４の値が何れの条件に該当するか判定し、該当する条件に対応する制御方法を実行する。

【0027】

これにより、プログラム１３の解析を通じてキャッシュメモリの制御方法が決定され、ユーザが制御方法を明示的に記述しなくてもよい。よって、プログラム１３を作成するユーザの負担が軽減される。また、実行時のパラメータ変数１４の値に応じて、キャッシュメモリの制御方法が動的に選択される。よって、静的に決定された１つの制御方法のみが実行される場合と比べて、キャッシュメモリの利用効率が向上する。このように、パラメータ変数１４の値に応じた動的なキャッシュ制御が可能となる。

【0028】

なお、ある制御方法は、少なくとも１つのデータ変数を、キャッシュメモリの中から分割される一部のメモリ領域に割り当てることを含んでもよい。これにより、割り当てるデータ変数のデータについてキャッシュヒット率が向上する。

【0029】

また、ある条件は、割り当てるデータ変数の参照回数に基づく指標値が閾値を超えることを示してもよい。これにより、参照頻度の高いデータ変数が一部のメモリ領域に割り当てられる。また、指標値は、データ変数が示す配列データに含まれる要素１つ当たりの平均参照回数であってもよい。これにより、データ変数が配列変数である場合において、キャッシュメモリ上の参照頻度が適切に評価される。

【0030】

また、ある制御方法は、一部のメモリ領域のウェイ数を、割り当てるデータ変数のデータサイズに基づいて設定してもよい。これにより、全体のキャッシュヒット率が向上するように、当該一部のメモリ領域のサイズが調整される。また、ある制御方法は、一部のメモリ領域のウェイ数を、実行時のパラメータ変数１４の値に基づいて設定してもよい。これにより、当該一部のメモリ領域のサイズが動的に調整される。

【0031】

また、少なくとも１つのデータ変数は、ループの中で参照される配列変数であってもよく、パラメータ変数１４は、ループの反復回数を制御する制御変数であってもよい。これにより、特に参照頻度の高いデータのキャッシュヒット率が向上する。

【0032】

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を説明する。
第２の実施の形態の情報処理装置１００は、コンパイル前にソースコードを変換し、変換されたソースコードをコンパイルし、コンパイル済みのプログラムを実行する。ただし、ソースコード変換とコンパイルとプログラム実行とが、異なる情報処理装置によって行われてもよい。第２の実施の形態のソースコードは、例えば、科学技術計算などのＨＰＣ（High Performance Computing）用のソースコードである。

【0033】

情報処理装置１００は、クライアント装置でもよいしサーバ装置でもよい。情報処理装置１００が、コンピュータ、コンパイル装置またはキャッシュ設定装置と呼ばれてもよい。情報処理装置１００は、第１の実施の形態の情報処理装置１０に対応する。

【0034】

図２は、第２の実施の形態の情報処理装置のハードウェア例を示す図である。
情報処理装置１００は、バスに接続されたＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＨＤＤ１０３、ＧＰＵ１０４、入力インタフェース１０５、媒体リーダ１０６および通信インタフェース１０７を有する。ＣＰＵ１０１は、第１の実施の形態の処理部１２に対応する。ＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３は、第１の実施の形態の記憶部１１に対応する。

【0035】

ＣＰＵ１０１は、プログラムの命令を実行するプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０３に記憶されたプログラムおよびデータをＲＡＭ１０２にロードし、プログラムを実行する。情報処理装置１００は、複数のプロセッサを有してもよい。

【0036】

ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムおよびＣＰＵ１０１で演算に使用されるデータを一時的に記憶する揮発性半導体メモリである。情報処理装置１００は、ＲＡＭ以外の種類の揮発性メモリを有してもよい。

【0037】

ＨＤＤ１０３は、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）やミドルウェアやアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラムと、データとを記憶する不揮発性ストレージである。情報処理装置１００は、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）などの他の種類の不揮発性ストレージを有してもよい。

【0038】

ＧＰＵ１０４は、ＣＰＵ１０１と連携して画像処理を行い、情報処理装置１００に接続された表示装置１１１に画像を出力する。表示装置１１１は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイまたはプロジェクタである。情報処理装置１００に、プリンタなどの他の種類の出力デバイスが接続されてもよい。

【0039】

また、ＧＰＵ１０４は、ＧＰＧＰＵ（General Purpose Computing on Graphics Processing Unit）として使用されてもよい。ＧＰＵ１０４は、ＣＰＵ１０１からの指示に応じてプログラムを実行し得る。情報処理装置１００は、ＲＡＭ１０２以外の揮発性半導体メモリをＧＰＵメモリとして有してもよい。

【0040】

入力インタフェース１０５は、情報処理装置１００に接続された入力デバイス１１２から入力信号を受け付ける。入力デバイス１１２は、例えば、マウス、タッチパネルまたはキーボードである。情報処理装置１００に複数の入力デバイスが接続されてもよい。

【0041】

媒体リーダ１０６は、記録媒体１１３に記録されたプログラムおよびデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体１１３は、例えば、磁気ディスク、光ディスクまたは半導体メモリである。磁気ディスクには、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）およびＨＤＤが含まれる。光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が含まれる。媒体リーダ１０６は、記録媒体１１３から読み取られたプログラムおよびデータを、ＲＡＭ１０２やＨＤＤ１０３などの他の記録媒体にコピーする。読み取られたプログラムは、ＣＰＵ１０１によって実行されることがある。

【0042】

記録媒体１１３は、可搬型記録媒体であってもよい。記録媒体１１３は、プログラムおよびデータの配布に用いられることがある。また、記録媒体１１３およびＨＤＤ１０３が、コンピュータ読み取り可能な記録媒体と呼ばれてもよい。

【0043】

通信インタフェース１０７は、ネットワーク１１４を介して他の情報処理装置と通信する。通信インタフェース１０７は、スイッチやルータなどの有線通信装置に接続される有線通信インタフェースでもよいし、基地局やアクセスポイントなどの無線通信装置に接続される無線通信インタフェースでもよい。

【0044】

図３は、ＣＰＵの構造例を示すブロック図である。
ＣＰＵは、ＣＰＵコア１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄなどの複数のＣＰＵコアと、キャッシュ制御部１２２と、キャッシュメモリ１２３とを有する。このＣＰＵは、情報処理装置１００が有するＣＰＵ１０１であってもよいし、情報処理装置１００以外の他の情報処理装置が有するＣＰＵであってもよい。

【0045】

複数のＣＰＵコアは、キャッシュメモリ１２３を共有する。例えば、１３個のＣＰＵコアがキャッシュメモリ１２３を共有する。キャッシュ制御部１２２は、ＲＡＭからキャッシュメモリ１２３へのデータのロードや、キャッシュメモリ１２３からのデータの削除を制御する。データのロードや削除は、ＣＰＵコアからのデータの要求に応じて行われる。キャッシュメモリ１２３は、ＲＡＭにあるデータの一部のコピーを記憶する。キャッシュメモリ１２３は、例えば、Ｌ２（Level 2）キャッシュメモリである。

【0046】

キャッシュメモリ１２３は、セットアソシアティブ方式のキャッシュメモリである。キャッシュメモリ１２３は、複数のラインを含む。ラインは、セットと呼ばれることがある。例えば、キャッシュメモリ１２３は、２０４８個のラインを含む。ロードすべきデータのメモリアドレスから、複数のラインのうちの何れか１つのラインが一意に選択される。

【0047】

各ラインは、ウェイ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃなどの複数のウェイによって識別される複数のブロックを含む。例えば、キャッシュメモリ１２３は、１６個のウェイを含む。この場合、各ラインは１６個のブロックを含む。ＣＰＵコアから要求されたデータは、そのデータのメモリアドレスに対応するラインの中で、何れか１つの空いているブロックに記憶される。空いているブロックが無い場合、ＬＲＵ（Least Recently Used）などの置換アルゴリズムに従って、何れか１つのブロックからデータが削除される。

【0048】

各ブロックのサイズは、例えば、２５６バイトである。一例として、キャッシュメモリ１２３のサイズは、２５６バイト×２０４８ライン×１６ウェイ＝８Ｍバイトである。この場合、キャッシュメモリ１２３は、２５６バイト×２０４８ライン＝５２４２８８バイトのウェイを、１６個有しているとみなすこともできる。

【0049】

このＣＰＵは、セクタキャッシュ機能を有する。キャッシュ制御部１２２は、ＣＰＵコアで実行中のプログラムからの指示に応じて、キャッシュメモリ１２３に含まれる複数のウェイを、セクタ０とセクタ１とに分割する。セクタ１のウェイ数は、プログラムから指定される。セクタ１は、プログラムから指定された特定のアドレス範囲に属するデータのみを記憶する。セクタ０は、他のデータを記憶する。よって、特定のアドレス範囲に属するデータが、キャッシュメモリ１２３から削除されにくくなる。

【0050】

次に、セクタキャッシュを利用するプログラムのソースコードについて説明する。
図４は、ソースコードへのセクタ利用命令の挿入例を示す図である。
情報処理装置１００は、情報処理装置１００のＣＰＵまたは他の情報処理装置のＣＰＵをターゲットとして、ソースコードをコンパイルする。このとき、情報処理装置１００は、ターゲットＣＰＵでの実行効率が向上するように、コンパイル前に、ソースコードを解析して最適化指示命令を付加する。最適化指示命令の付加は、プリプロセッサによって行われてもよい。第２の実施の形態では、最適化指示命令として、前述のセクタキャッシュを利用するためのセクタ利用命令が付加される。

【0051】

第２の実施の形態のソースコードは、例えば、ＨＰＣ（High Performance Computing）用のソースコードである。ＨＰＣ用ソースコードは、実行頻度が高いプログラム範囲であるホットスポットが絞られており、計算時間が特に長いループであるカーネルループをもつ。カーネルループは、大きいサイズの配列データを参照することがある。そこで、情報処理装置１００は、ソースコードに含まれるカーネルループを分析し、セクタキャッシュを利用してカーネルループの実行効率を改善させる。

【0052】

ソースコード１４１は、セクタ利用命令を含まないソースコードである。ソースコード１４２は、セクタ利用命令を含むソースコードである。例えば、コンパイル前に、ソースコード１４１がソースコード１４２に変換される。

【0053】

ソースコード１４１は、実行時に値が決まるパラメータＭ，Ｎを含む。また、ソースコード１４１は、配列Ａ，Ｂを含む。配列Ａは、サイズがＮの一次元配列である。配列Ｂは、サイズがＮ×Ｍの二次元配列である。また、ソースコード１４１は、二重ループを含む。外側ループは、Ｍ回繰り返される。内側ループは、Ｎ回繰り返される。

【0054】

外側ループの中かつ内側ループの外で、文Ｓ１が実行される。文Ｓ１は、要素Ａ［０］を初期化する代入文である。内側ループ中で、文Ｓ２が実行される。文Ｓ２は、要素Ａ［ｊ］と要素Ｂ［ｊ］［ｉ］とに基づいて要素Ａ［ｊ］を更新する代入文である。ｉは外側ループのループ変数であり、ｊは内側ループのループ変数である。よって、配列Ａ，Ｂの参照回数は、パラメータＭ，Ｎに依存する。

【0055】

ソースコード１４２は、ソースコード１４１の前後にセクタ利用命令が付加されたものに相当する。ここでは、配列Ａの参照回数が多く、配列Ａのキャッシュミスを減らしたいと仮定する。ソースコード１４２は、二重ループの実行直前に、ウェイ数が１４のセクタ１を設定し、セクタ１に配列Ａを割り当てることを指示する。また、ソースコード１４２は、二重ループの実行直後に、セクタ１を解除することを指示する。

【0056】

これにより、配列Ａの要素はセクタ１に記憶され、配列Ｂの要素などの他のデータはセクタ０に記憶される。これにより、配列Ａの要素が配列Ｂの参照によってキャッシュメモリから追い出されることが抑制され、配列Ａのキャッシュミスが減少する。

【0057】

しかし、上記のように、配列Ａ，Ｂの参照回数は、実行時に値が決まるパラメータＭ，Ｎに依存する。このため、固定的なセクタ利用命令では、プログラムの実行効率が実際に向上するとは限らない。セクタ１のウェイ数やセクタ１に割り当てる配列が不適切であると、セクタ１のサイズが過大または過小であるために、かえってセクタ０側またはセクタ１側のキャッシュミスが著しく増加するおそれがある。

【0058】

また、セクタキャッシュの利用の有無、セクタ１のウェイ数、セクタ１に割り当てる配列などのキャッシュ利用方法をユーザに検討させることは、ユーザの負担が大きい。そこで、第２の実施の形態の情報処理装置１００は、パラメータの値によってキャッシュ利用方法を場合分けし、実行時のパラメータの値に応じて適切なキャッシュ利用方法が自動的に選択されるようにセクタ利用命令を生成する。

【0059】

図５は、セクタキャッシュを動的に制御するセクタ利用命令の例を示す図である。
ソースコード１４３は、セクタ利用命令を含むソースコードの例である。コンパイル前に、ソースコード１４１がソースコード１４３に変換される。ソースコード１４３は、ソースコード１４１の前後にセクタ利用命令が付加されたものに相当する。

【0060】

ソースコード１４３は、二重ループの実行直前に、パラメータＭ，Ｎの値が一定条件を満たすか判定する。一定条件を満たす場合、ソースコード１４３は、配列Ａのサイズに応じて、１６を上限としてウェイ数を決定する。そして、ソースコード１４３は、決定したウェイ数のセクタ１を設定し、セクタ１に配列Ａを割り当てることを指示する。また、ソースコード１４３は、二重ループの実行直後に、パラメータＭ，Ｎの値が一定条件を満たすか判定する。一定条件を満たす場合、ソースコード１４３は、セクタ１を解除することを指示する。一定条件を満たさない場合、セクタキャッシュは利用されない。

【0061】

これにより、参照回数が多い配列がある場合のみ、セクタキャッシュが利用される。また、参照回数が多い配列のみ、セクタ１に割り当てられる。また、セクタ１に割り当てられた配列の実行時のサイズに応じて、セクタ１のウェイ数が決定される。よって、セクタキャッシュが効率的に利用され、キャッシュミスが減少する。

【0062】

図６は、セクタキャッシュ利用の流れの例を示す図である。
情報処理装置１００は、ソースコード１６１を、ソースコード変換１６６を通じてソースコード１６２に変換する。ソースコード１６２は、ソースコード１６１に対し、セクタキャッシュの利用方法を規定した最適化指示命令が付加されたものである。情報処理装置１００は、ソースコード１６２を、コンパイル１６７を通じてオブジェクトコード１６３に変換する。情報処理装置１００は、オブジェクトコード１６３と、境界値ライブラリ１６４と、パラメータ値１６５とを用いて、プログラム実行１６８を行う。

【0063】

境界値ライブラリ１６４は、オブジェクトコード１６３を実行するＣＰＵの種類を判定し、ＣＰＵの種類に応じた境界値を出力するライブラリプログラムである。ＣＰＵの種類は、例えば、ＣＰＵの世代番号である。境界値は、配列の参照頻度に関する閾値であり、セクタ１を利用するための条件に用いられる。

【0064】

パラメータ値１６５は、ソースコード１６１に規定されたパラメータの実行時の値である。パラメータ値１６５は、オブジェクトコード１６３の外部から与えられることもあるし、オブジェクトコード１６３の中で算出されることもある。ただし、パラメータによっては、コンパイル１６７の中で値が静的に１つに決まることもある。プログラム実行１６８は、境界値ライブラリ１６４が出力する境界値とパラメータ値１６５とに基づいて、キャッシュ利用方法を動的に選択する。

【0065】

次に、ソースコード１４１とは別のソースコードの例を用いて、セクタ利用命令を生成するソースコード変換１６６の手順を説明する。
図７は、ソースコードからのＳＣｏＰテキストの生成例を示す図である。

【0066】

ソースコード１４４は、セクタ利用命令を含まないソースコードである。ソースコード１４４は、実行時に値が決まるパラメータＭ，Ｎ，Ｐを含む。また、ソースコード１４４は、配列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む。配列Ａは、サイズがＮの一次元配列である。配列Ｂ，Ｃ，Ｄは、サイズがＮ×Ｍの二次元配列である。また、ソースコード１４４は、二重ループを含む。外側ループは、Ｍ回繰り返される。内側ループは、Ｎ回繰り返される。

【0067】

外側ループの中かつ内側ループの外で、文Ｓ１が実行される。文Ｓ１は、要素Ａ［０］を初期化する代入文である。内側ループ中で、文Ｓ２，Ｓ３が実行される。文Ｓ２は、要素Ａ［ｊ］と要素Ｂ［ｊ］［ｉ］とに基づいて要素Ａ［ｊ］を更新する代入文である。ｉは外側ループのループ変数であり、ｊは内側ループのループ変数である。

【0068】

文Ｓ３は、要素Ｃ［ｊ／２］［ｉ］と要素Ｄ［ｊ／Ｐ］［ｉ］とに基づいて要素Ｃ［ｊ／２］［ｉ］を更新する代入文である。Ｃ［ｊ／２］［ｉ］は、配列ＣがもつＮ個の行のうち１／２部分の行のみを参照することを示す。Ｄ［ｊ／Ｐ］［ｉ］は、配列ＤがもつＮ個の行のうち、１／Ｐの部分の行のみを参照することを示す。

【0069】

情報処理装置１００は、ソースコード１４４を解析し、ＳＣｏＰ（Static Control Parts of Program）テキスト１４５を生成する。ＳＣｏＰテキスト１４５は、定数や演算子などの具体的な計算手順を省略し、変数定義や変数参照やプログラム制御構造（ループ構造など）を表現する。ＳＣｏＰテキスト１４５は、パラメータＭ，Ｎ，Ｐおよび配列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの定義を示す。また、ＳＣｏＰテキスト１４５は、二重ループと、文Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における変数参照とを示す。なお、情報処理装置１００は、ＳＣｏＰテキスト１４５に相当する情報を、他の方法を用いて抽出してもよい。

【0070】

図８は、ソースコード変換で生成されるテーブルの例を示す図である。
情報処理装置１００は、ＳＣｏＰテキスト１４５から実行回数テーブル１５１を生成する。実行回数テーブル１５１は、複数の文それぞれの実行回数を示す。文Ｓ１は、外側ループに含まれ内側ループに含まれない。よって、文Ｓ１の実行回数はＭである。文Ｓ２，Ｓ３は、内側ループに含まれる。よって、文Ｓ２，Ｓ３の実行回数はＭ×Ｎである。

【0071】

次に、情報処理装置１００は、ＳＣｏＰテキスト１４５から参照範囲テーブル１５２を生成する。参照範囲テーブル１５２は、参照位置と配列と参照範囲とを対応付ける。参照位置は、文を識別する文ＩＤと、文の中で左から何番目の配列参照であるかを示す序数とによって特定される。参照範囲は、配列の中で参照される要素の範囲を示す。

【0072】

文Ｓ１の配列Ａについては、要素Ａ［０］のみが参照される。文Ｓ２の左辺の配列Ａについては、要素Ａ［０］から要素Ａ［Ｎ－１］までが参照される。文Ｓ２の右辺の配列Ａについては、要素Ａ［０］から要素Ａ［Ｎ－１］までが参照される。文Ｓ２の配列Ｂについては、要素Ｂ［０］［０］から要素Ｂ［Ｎ－１］［Ｍ－１］までが参照される。

【0073】

文Ｓ３の左辺の配列Ｃについては、要素Ｃ［０］［０］から要素Ｃ［Ｎ－１］［Ｍ－１］までのうち、第１添字が偶数である要素が参照される。文Ｓ３の右辺の配列Ｃについては、要素Ｃ［０］［０］から要素Ｃ［Ｎ－１］［Ｍ－１］までのうち、１／２部分の要素が参照される。文Ｓ３の配列Ｄについては、要素Ｄ［０］［０］から要素Ｄ［Ｎ－１］［Ｍ－１］までのうち、１／Ｐ部分の要素が参照される。

【0074】

図９は、ソースコード変換で生成されるテーブルの例を示す図（続き１）である。
次に、情報処理装置１００は、実行回数テーブル１５１および参照範囲テーブル１５２から、参照回数テーブル１５３を生成する。参照回数テーブル１５３は、複数の配列それぞれの参照範囲と参照回数とを対応付ける。

【0075】

配列Ａの参照範囲は、要素Ａ［０］と、要素Ａ［１］から要素Ａ［Ｎ－１］である。要素Ａ［０］の参照回数は、３×Ｍである。要素Ａ［１］から要素Ａ［Ｎ－１］の参照回数は、合計で２×Ｍ×（Ｎ－１）である。配列Ｂの参照範囲は、要素Ｂ［０］［０］から要素Ｂ［Ｎ－１］［Ｍ－１］であり、その参照回数は合計でＭ×Ｎである。

【0076】

配列Ｃの参照範囲は、要素Ｃ［０］［０］から要素Ｃ［Ｎ－１］［Ｍ－１］のうち、第１添字が偶数のものであり、その参照回数は合計で２×Ｍ×Ｎである。配列Ｄの参照範囲は、要素Ｄ［０］［０］から要素Ｄ［Ｎ－１］［Ｍ－１］のうち、第１添字がＰで割り切れるのものであり、その参照回数は合計でＭ×Ｎである。

【0077】

次に、情報処理装置１００は、参照回数テーブル１５３から参照密度テーブル１５４を生成する。参照密度テーブル１５４は、複数の配列それぞれの参照密度を示す。参照密度は、同じ要素が繰り返し参照される程度を示す指標である。一例として、第２の実施の形態の参照密度は、１回以上参照される参照要素の数に対する合計参照回数の比であり、参照要素１つ当たりの平均参照回数を示す。

【0078】

配列Ａの合計参照回数は、要素Ａ［０］の参照回数３×Ｍと他の要素の参照回数２×Ｍ×（Ｎ－１）の和であり、Ｍ×（２×Ｎ＋１）である。１回以上参照される配列Ａの要素はＮ個ある。よって、配列Ａの参照密度は（Ｍ×（２×Ｎ＋１））／Ｎである。配列Ｂの合計参照回数はＭ×Ｎであり、配列Ｂの参照要素はＭ×Ｎ個ある。よって、配列Ｂの参照密度は１である。配列Ｃの参照密度は、数式（１）に示すように概ね４である。配列Ｄの参照密度は、数式（２）に示すように概ねＰである。

【0079】

【数1】

【0080】

【数2】

【0081】

次に、情報処理装置１００は、参照密度テーブル１５４から利用条件テーブル１５５を生成する。利用条件テーブル１５５は、複数の配列それぞれについて、セクタ０を利用するための利用条件とセクタ１を利用するための利用条件とを示す。セクタ０の利用条件は、参照密度が境界値（ＢＯＵＮＤＡＲＹ）未満であることである。セクタ１の利用条件は、参照密度が境界値以上であることである。

【0082】

配列Ａについては、セクタ０の利用条件は（Ｍ×（２×Ｎ＋１））／Ｎが境界値未満であることであり、セクタ１の利用条件は（Ｍ×（２×Ｎ＋１））／Ｎが境界値以上であることである。配列Ｂ，Ｃについては、参照密度が十分に小さく常に境界値未満であることが想定される。よって、配列Ｂ，Ｃについては、セクタ０の利用条件は常に真であり、セクタ１の利用条件は常に偽である。

【0083】

なお、ＨＰＣ用プログラムでは、ループの繰り返し回数が数十万回から数百万回に及ぶことが多いため、境界値は配列Ｂ，Ｃの参照密度よりも十分に大きい。配列Ｄについては、セクタ０の利用条件はＰが境界値未満であることであり、セクタ１の利用条件はＰが境界値以上であることである。

【0084】

図１０は、ソースコード変換で生成されるテーブルの例を示す図（続き２）である。
次に、情報処理装置１００は、利用条件テーブル１５５から状況テーブル１５６を生成する。状況テーブル１５６は、パラメータＭ，Ｎ，Ｐの値で場合分けされた複数の状況を示す。状況テーブル１５６は、状況を識別する状況ＩＤと、セクタ１に割り当てられる配列と、その状況が成立するためのパラメータＭ，Ｎ，Ｐの値の条件とを対応付ける。

【0085】

情報処理装置１００は、利用条件テーブル１５５の中から、セクタ１の利用条件が真になる可能性がある配列Ａ，Ｂを選択する。情報処理装置１００は、配列Ａ，Ｂのべき集合を算出することで、状況Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を生成する。

【0086】

状況Ｘ１は、配列Ａ，Ｄの両方についてセクタ１の利用条件が真になる状況である。この場合、配列Ａ，Ｄがセクタ１に割り当てられる。状況Ｘ２は、配列Ａ，Ｄのうち配列Ａのみについてセクタ１の利用条件が真になる状況である。この場合、配列Ａがセクタ１に割り当てられる。状況Ｘ３は、配列Ａ，Ｄのうち配列Ｄのみについてセクタ１の利用条件が真になる状況である。この場合、配列Ｄがセクタ１に割り当てられる。状況Ｘ４は、状況Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が成立しない状況である。この場合、セクタ１は利用されない。

【0087】

次に、情報処理装置１００は、参照回数テーブル１５３および状況テーブル１５６から、ウェイ数テーブル１５７を生成する。ウェイ数テーブル１５７は、状況テーブル１５６が示す各状況のもとで、セクタ１に割り当てられるウェイ数を示す。図１０の例では、配列Ａ，Ｄの各要素のサイズは８バイトである。

【0088】

情報処理装置１００は、各状況について、セクタ１に割り当てられる配列の中の参照要素の合計サイズを算出する。情報処理装置１００は、合計サイズをウェイ１つ当たりのキャッシュメモリ容量で割ることで、全ての参照要素を記憶するためのウェイ数を算出する。ただし、ここで算出されたウェイ数が、キャッシュメモリが有するウェイ数を超える場合、キャッシュメモリが有するウェイ数を上限とする。

【0089】

図１１は、変換後のソースコードの例を示す図である。
情報処理装置１００は、状況テーブル１５６およびウェイ数テーブル１５７を用いて、ソースコード１４４にセクタ利用命令を付加する。ソースコード１４６は、セクタ利用命令が付加されたソースコードである。

【0090】

ソースコード１４６は、境界値ライブラリを呼び出して境界値を取得する。また、ソースコード１４６は、実行時におけるパラメータＭ，Ｎ，Ｐの値から、配列Ａの参照要素の合計サイズと配列Ｄの参照要素の合計サイズとを算出する。

【0091】

ソースコード１４６は、取得した境界値と実行時におけるパラメータＭ，Ｎ，Ｐの値とから、状況Ｘ１の条件が満たされるか判断する。状況Ｘ１の条件が満たされる場合、ソースコード１４６は、配列Ａ，Ｄの参照要素の合計サイズからセクタ１のウェイ数を決定し、配列Ａ，Ｄをセクタ１に割り当てる。

【0092】

状況Ｘ１の条件が満たされない場合、ソースコード１４６は、状況Ｘ２の条件が満たされるか判断する。状況Ｘ２の条件が満たされる場合、ソースコード１４６は、配列Ａの参照要素の合計サイズからセクタ１のウェイ数を決定し、配列Ａをセクタ１に割り当てる。状況Ｘ２の条件が満たされない場合、ソースコード１４６は、状況Ｘ３の条件が満たされるか判断する。状況Ｘ３の条件が満たされる場合、ソースコード１４６は、配列Ｄの参照要素の合計サイズからセクタ１のウェイ数を決定し、配列Ｄをセクタ１に割り当てる。

【0093】

状況Ｘ３の条件が満たされない場合、ソースコード１４６は、セクタキャッシュの設定を行わない。二重ループの後、ソースコード１４６は、状況Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の条件の何れかが満たされるか判断する。状況Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の条件の何れかが満たされる場合、ソースコード１４６は、セクタキャッシュの設定を解除する。このようにして、実行時のパラメータＭ，Ｎ，Ｐの値に応じて動的にセクタキャッシュが設定される。

【0094】

次に、情報処理装置１００の機能および処理手順について説明する。
図１２は、情報処理装置の機能例を示すブロック図である。
情報処理装置１００は、ソースコード記憶部１３１、オブジェクトコード記憶部１３２、ライブラリ記憶部１３３、ソースコード変換部１３４、コンパイラ１３５およびプログラム実行部１３６を有する。ソースコード記憶部１３１、オブジェクトコード記憶部１３２およびライブラリ記憶部１３３は、例えば、ＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３を用いて実装される。ソースコード変換部１３４、コンパイラ１３５およびプログラム実行部１３６は、例えば、ＣＰＵ１０１およびプログラムを用いて実装される。

【0095】

ソースコード記憶部１３１は、ユーザが作成したソースコードを記憶する。ソースコードは、Ｃ言語などの一定の高水準プログラミング言語で記述されている。オブジェクトコード記憶部１３２は、コンパイル済みのオブジェクトコードを記憶する。オブジェクトコードは、ターゲットＣＰＵの機械語で記述されている。

【0096】

ライブラリ記憶部１３３は、境界値ライブラリを記憶する。境界値ライブラリは、オブジェクトコードから呼び出される。境界値ライブラリは、オブジェクトコードを実行するＣＰＵの種類を判定し、ＣＰＵの種類に応じた境界値を出力する。

【0097】

ソースコード変換部１３４は、ソースコード記憶部１３１からソースコードを読み出し、ソースコードに含まれるカーネルループを分析する。ソースコード変換部１３４は、キャッシュメモリを効率的に利用するためのセクタ利用命令を生成し、セクタ利用命令を付加したソースコードをコンパイラ１３５に出力する。

【0098】

コンパイラ１３５は、ソースコード変換部１３４から受け付けるソースコードをコンパイルする。コンパイラ１３５は、字句解析や構文解析や意味解析を通じてソースコードを中間コードに変換し、コンパイラ最適化によって中間コードを最適化し、中間コードをオブジェクトコードに変換する。コンパイラ１３５は、生成されたオブジェクトコードをオブジェクトコード記憶部１３２に保存する。

【0099】

プログラム実行部１３６は、オブジェクトコード記憶部１３２からオブジェクトコードを読み出し、読み出したオブジェクトコードを実行する。このとき、プログラム実行部１３６は、ライブラリ記憶部１３３に記憶された境界値ライブラリも使用する。

【0100】

図１３は、ソースコード変換の手順例を示すフローチャートである。
（Ｓ１０）ソースコード変換部１３４は、ソースコードからＳＣｏＰ表現を生成する。
（Ｓ１１）ソースコード変換部１３４は、ＳＣｏＰ表現のテキストから、配列集合、パラメータ集合および文集合を抽出する。

【0101】

（Ｓ１２）ソースコード変換部１３４は、ＳＣｏＰ表現のテキストから文毎の実行回数を算出し、実行回数テーブル１５１を生成する。
（Ｓ１３）ソースコード変換部１３４は、ＳＣｏＰ表現のテキストから参照位置毎の配列参照範囲を算出し、参照範囲テーブル１５２を生成する。

【0102】

（Ｓ１４）ソースコード変換部１３４は、実行回数テーブル１５１と参照範囲テーブル１５２とから配列要素毎の参照回数を算出し、参照回数テーブル１５３を生成する。
（Ｓ１５）ソースコード変換部１３４は、参照回数テーブル１５３から配列毎の参照密度を算出し、参照密度テーブル１５４を生成する。

【0103】

（Ｓ１６）ソースコード変換部１３４は、参照密度テーブル１５４から配列毎のセクタ１利用条件を判定し、利用条件テーブル１５５を生成する。セクタ１利用条件は、参照密度が境界値以上になるためのパラメータ値の条件である。

【0104】

（Ｓ１７）ソースコード変換部１３４は、利用条件テーブル１５５から、セクタ１利用条件が満たされる可能性がある配列のべき集合を算出することで、複数の状況を特定する。ソースコード変換部１３４は、状況毎のセクタ１利用配列とパラメータ値の条件とを決定し、状況テーブル１５６を生成する。

【0105】

（Ｓ１８）ソースコード変換部１３４は、参照回数テーブル１５３および状況テーブル１５６から状況毎のセクタ１サイズを算出し、ウェイ数テーブル１５７を生成する。セクタ１サイズは、セクタ１利用配列の合計サイズから算出される。セクタ１サイズは、パラメータ変数を含む式で表現されることがある。

【0106】

（Ｓ１９）ソースコード変換部１３４は、状況テーブル１５６およびウェイ数テーブル１５７から、実行時のパラメータ値に応じて条件分岐するセクタ利用命令を生成する。ソースコード変換部１３４は、ソースコードにセクタ利用命令を挿入して出力する。ソースコード変換部１３４は、変換されたソースコードを不揮発性ストレージに保存してもよいし、表示装置１１１に表示してもよいし、他の情報処理装置に送信してもよい。

【0107】

以上説明したように、第２の実施の形態の情報処理装置１００は、ソースコードを解析して、セクタキャッシュを利用するための最適化指示命令をソースコードに付加する。これにより、ユーザが手作業で最適化指示命令を記述する場合と比べて、ユーザの負担が軽減される。また、情報処理装置１００は、セクタキャッシュの利用の有無、セクタ１に割り当てる配列およびセクタ１のウェイ数を、自動的に調整する。これにより、キャッシュメモリが効率的に利用され、キャッシュミスが減少する。

【0108】

また、情報処理装置１００は、実行時のパラメータ変数の値に応じてセクタキャッシュ利用方法が自動的に選択されるように、最適化指示命令を生成する。これにより、静的に決定された１つのセクタキャッシュ利用方法のみを実行する場合と比べて、様々なパラメータ値のもとでキャッシュメモリが効率的に利用される。

【0109】

また、情報処理装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵの種類に応じた境界値を用いてセクタキャッシュ利用方法を選択するように、最適化指示命令を生成する。これにより、様々なＣＰＵのもとでキャッシュメモリが効率的に利用される。また、情報処理装置１００は、参照密度が境界値以上となる配列をセクタ１に割り当てる。これにより、参照回数が多い配列要素のキャッシュミスが減少する。

【符号の説明】

【0110】

１０ 情報処理装置
１１ 記憶部
１２ 処理部
１３，１９ プログラム
１４ パラメータ変数
１５ａ，１５ｂ データ変数
１６ 状況情報
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 条件
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 制御方法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】