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Interconnection networks approaching the theoretical limit

Research Project

Project/Area Number 15K00144
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Information network
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology (2016-2017)
National Institute of Informatics (2015)

Principal Investigator

Fujiwara Ikki  国立研究開発法人情報通信研究機構, ユニバーサルコミュニケーション研究所データ駆動知能システム研究センター, 主任研究員 (90648023)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) Koibuchi Michihiro  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (40413926)
Kawarabayashi Ken-ichi  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (40361159)
Research Collaborator Fujita Satoshi  
Nakano Koji  
Takafuji Daisuke  
Matsutani Hiroki  
Yasudo Ryota  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsネットワーク
Outline of Final Research Achievements

In this research, we aim to reach the theoretical lower bound of communication latency between nodes in a next-generation supercomputer. We conducted research using the following three approaches to pursue highly efficient networks. (1) We propose a network construction method using unidirectional links and clarified that the application performance is improved by 30% on average as compared with a conventional network that uses bidirectional links. (2) We held an open online competition for small-diameter graphs, named "Graph Golf", and collected a wide variety of graph instances and graph composition methods from the public. (3) We established a graph database, named "Graph Bank", that return the research results to the society by helping researchers and engineers who search for valuable graphs.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (8 results)

  • [Journal Article] A Case for Uni-Directional Network Topologies in Large-Scale Clusters2017

    • Author(s)
      Michihiro Koibuchi, Tomohiro Totoki, Hiroki Matsutani, Hideharu Amano, Fabien Chaix, Ikki Fujiwara, Henri Casanova
    • Journal Title

      Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Cluster Computing (Cluster 2017)

      Volume: - Pages: 178-187

    • DOI

      10.1109/cluster.2017.33

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Randomly Optimized Grid Graph for Low-Latency Interconnection Networks2016

    • Author(s)
      Koji Nakano, Daisuke Takafuji, Satoshi Fujita, Hiroki Matsutani, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi
    • Journal Title

      The 45th International Conference on Parallel Processing (ICPP 2016)

      Volume: - Pages: 340-349

    • DOI

      10.1109/icpp.2016.46

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Deterministic Construction of Regular Geometric Graphs with Short Average Distance and Limited Edge Length2016

    • Author(s)
      Satoshi Fujita, Koji Nakano, Michihiro Koibuchi, Ikki Fujiwara
    • Journal Title

      The 16th International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing (ICA3PP 2016)

      Volume: - Pages: 295-309

    • DOI

      10.1007/978-3-319-49583-5_23

    • ISBN
      9783319495828, 9783319495835
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ACRO: Assignment of Channels in Reverse Order to Make Arbitrary Routing Deadlock-free2016

    • Author(s)
      Ryuta Kawano, Hiroshi Nakahara, Seiichi Tade, Ikki Fujiwara, Hiroki Matsutani, Michihiro Koibuchi Hideharu Amano
    • Journal Title

      The 15th IEEE/ACIS International Conference on Computer and Information Science (ICIS 2016)

      Volume: - Pages: 565-570

    • DOI

      10.1109/icis.2016.7550818

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] HPC Job Mapping over Reconfigurable Wireless Links2016

    • Author(s)
      Yao Hu, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi
    • Journal Title

      Proceedings of the 16th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (CCGrid 2016)

      Volume: なし Pages: 570-575

    • DOI

      10.1109/ccgrid.2016.17

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 無向グラフの直径をどこまで小さくできるか? ~低遅延な大規模相互結合網を求めて~2016

    • Author(s)
      藤原一毅
    • Organizer
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス、広島県東広島市
    • Year and Date
      2016-12-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 配線長制限ランダムトポロジ向けのスケーラブルなルーティング手法2016

    • Author(s)
      河野隆太, 中原浩, 藤原一毅, 松谷宏紀, 鯉渕道紘, 天野英晴
    • Organizer
      第15回情報科学技術フォーラム (FIT2016)
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス、富山県富山市
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 可変次数列を持つ相互結合網の構成法2016

    • Author(s)
      安戸僚汰, 藤原一毅, 鯉渕道紘, 松谷宏紀, 天野英晴, 中村維男
    • Organizer
      第15回情報科学技術フォーラム (FIT2016)
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス、富山県富山市
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 低レイテンシーネットワークのためのランダムグリッドグラフ2016

    • Author(s)
      中野浩嗣, 高藤大介, 藤田聡, 松谷宏紀, 藤原一毅, 鯉渕道紘
    • Organizer
      2016年並列/分散/協調処理に関する『松本』サマー・ワークショップ (SWoPP2016)
    • Place of Presentation
      キッセイ文化ホール(長野県松本文化会館)、長野県松本市
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 非正則グラフによる低遅延相互結合網の検討2016

    • Author(s)
      安戸僚汰, 藤原一毅, 鯉渕道紘, 松谷宏紀, 天野英晴, 中村維男
    • Organizer
      2016年並列/分散/協調処理に関する『松本』サマー・ワークショップ (SWoPP2016)
    • Place of Presentation
      キッセイ文化ホール(長野県松本文化会館)、長野県松本市
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 鯉渕道紘, 藤木大地, 石井紀代, 藤原一毅, 松谷宏紀, 天野英晴2016

    • Author(s)
      高性能計算システムのためのApproximate Computingネットワーク
    • Organizer
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ (ETNET2016)
    • Place of Presentation
      福江文化会館・勤労福祉センター(長崎県五島市)
    • Year and Date
      2016-03-25
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ビッグデータ処理のためのApproximate Computingネットワーク2016

    • Author(s)
      鯉渕道紘, 藤原一毅
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] オフチップ相互結合網向け不規則トポロジのための容易に実装可能なルーティングアルゴリズム2016

    • Author(s)
      河野隆太, 中原浩, 藤原一毅, 松谷宏紀, 天野英晴, 鯉渕道紘
    • Organizer
      情報処理学会 第78回全国大会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-10
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] HPCネットワーク用ランダムトポロジ向けの低遅延な分散ルーティング手法2015

    • Author(s)
      河野隆太, 中原浩, 藤原一毅, 松谷宏紀, 天野英晴, 鯉渕道紘
    • Organizer
      電子情報通信学会 集積回路研究会 学生・若手研究会
    • Place of Presentation
      機械振興会館(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] コンピュータの中のグラフ:大規模並列計算機のネットワーク設計2015

    • Author(s)
      藤原一毅
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] みんなでOrder/Degree問題を解いて究極の低遅延相互結合網をつくろう2015

    • Author(s)
      藤原一毅, 藤田聡, 中野浩嗣, 井上武, 鯉渕道紘
    • Organizer
      2015年並列/分散/協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ (SWoPP別府2015)
    • Place of Presentation
      ビーコンプラザ 別府国際コンベンションセンター(大分県別府市)
    • Year and Date
      2015-08-06
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ランダムトポロジの生成アルゴリズムの改良2015

    • Author(s)
      高藤大介, 藤田聡, 中野浩嗣, 藤原一毅, 鯉渕道紘
    • Organizer
      2015年並列/分散/協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ (SWoPP別府2015)
    • Place of Presentation
      ビーコンプラザ 別府国際コンベンションセンター(大分県別府市)
    • Year and Date
      2015-08-06
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      2015 Research-status Report
  • [Remarks] NIIニュースリリース「効率的なネットワーク構成を示すグラフ発見を競うコンペを開催

    • URL

      https://www.nii.ac.jp/news/release/2017/0306.html

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  • [Remarks] NIIニュースリリース「優れたグラフを発見した応募者を表彰/効率的なスパコン設計につながるグラフ発見

    • URL

      https://www.nii.ac.jp/news/release/2017/1122.html

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  • [Remarks] Graph Golf

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/graphgolf/

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  • [Remarks] Graph Bank

    • URL

      http://graphbank.org/

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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] NIIニュースリリース「優れたグラフ発見の3チームと個人1名を表彰/~効率的なスパコン設計につながる

    • URL

      http://www.nii.ac.jp/news/2016/1122/

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  • [Remarks] NIIニュースリリース「効率的なネットワーク構成を示すグラフ発見を競うコンペを開催~スパコン内のCP

    • URL

      http://www.nii.ac.jp/news/2016/0306/

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  • [Remarks] NIIニュースリリース「効率的なスパコン設計につながるグラフ発見を競うコンペ開催」

    • URL

      http://www.nii.ac.jp/userimg/press_20150528.pdf

    • Related Report
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  • [Remarks] NIIニュースリリース「優れたグラフ発見の3チーム計7名を表彰/応募は284件」

    • URL

      http://www.nii.ac.jp/userimg/press_20151210.pdf

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      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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