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Seamless Unified Memory System over the Distributed Memories on Cluster Computing Nodes

Research Project

Project/Area Number 18K11327
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60090:High performance computing-related
Research InstitutionSeikei University

Principal Investigator

MIDORIKAWA Hiroko  成蹊大学, 理工学部, 客員研究員 (00190687)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords分散共有メモリ / 遠隔メモリ / クラスタ / 仮想共有メモリ / マルチノード並列処理 / PGAS / 分散メモリ / メモリアドレス空間 / 分散共有メモリシステム / 分散メモリランタイムシステム / 分散メモリ型超並列計算システム / 計算機クラスタ / 遠隔メモリアクセス / 大規模共有アドレス空間 / マルチノード・マルチコア並列処理 / 並列プログラミングモデル / メモリ / マルチコア並列処 / 高性能計算 / マルチコア並列処理
Outline of Final Research Achievements

We have developed a run-time system mSMS that realizes a huge global shared memory (large-scale virtual address space) in a distributed memory type massively parallel computing system. We have constructed a programming environment that can access data in the same manner regardless of local/remote memory. In typical scientific computing, the programs in mSMS are easier to create and have higher or equal performance than conventional message-passing (MPI) programs. For large-scale N-body problems that cannot fit in the memory of a single computing node, a large-scale global tree can be constructed in a mSMS huge shared memory and address-pointer access is available in typical Barnes-Hut programs. The programs in mSMS are much easier to develop compared to MPI programs.
The mSMS achieaved comparable or better performance compared to existing MPI programs, and it dramatically improved the program development productivity on a distributed memory computing system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スーパーコンピュータでは,複数の計算ノードをネットワークで接続し,並列計算により高速処理を行なっている,しかし,計算ノードはそれぞれ独立のメモリとアドレス空間を持ち,他の計算ノードのメモリにあるデータ(遠隔データ)をアクセスするには,特別なプログラムインターフェースを必要とする.多数の計算ノードを用いた並列処理では,プログラム記述は非常に複雑でプログラム開発は大きな負担となっている. このようなシステムにおいて,プログラム開発の生産性を高め,大域共有メモリ(大規模仮想アドレス空間)を実現するmSMSを開発し,ローカル/リモートメモリの区別なくデータにアクセスできるプログラミング環境を構築した.

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional numerical analysis of acoustic energy absorption and generation in an air-jet instrument based on Howe's energy corollary,2021

    • Author(s)
      Ryoya Tabata, Rei Mastuda, Toshiaki Koiwaya, Sho iwagami, Hiroko Midorikawa, Taizo Kobayashi, Kinya Takahashi
    • Journal Title

      The Journal of the Acoustical Society of America

      Volume: 149 Issue: 6 Pages: 4000-4012

    • DOI

      10.1121/10.0005133

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 分散共有メモリシステムmSMSにおけるマルチノード・マルチCPU・マルチGPUプログラミング2021

    • Author(s)
      緑川博子, 阪口裕悟
    • Journal Title

      情報処理学会,研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング

      Volume: 2021-HPC-178 Pages: 1-10

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] グローバルビュープログラミングをサポートするPGAS言語の記述性と性能の比較2020

    • Author(s)
      阪口裕悟,緑川博子
    • Journal Title

      情報処理学会,研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング

      Volume: Vol.2020-HPC-173, No.7 Pages: 1-8

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] 分散共有メモリシステムを利用したBarnes-Hutアルゴリズムの初期並列実装と性能評価2019

    • Author(s)
      緑川博子, 柴山悠
    • Journal Title

      情報処理学会,研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング

      Volume: Vol.2019-HPC-170, No.43 Pages: 1-8

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] mSMS : PGAS Runtime with Efficient Thread-based Communication for Global-view Programming2019

    • Author(s)
      Hiroko Midorikawa, Kenji Kitagawa, Yugo Sakaguchi
    • Journal Title

      2019 IEEE International Conference on Cluster Computing (CLUSTER)

      Volume: 2019 Pages: 1-2

    • DOI

      10.1109/cluster.2019.8891009

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Programability and Performance of Global-View Programming API: SMint for Multi-node and Multi-core Processing"2019

    • Author(s)
      Yugo Sakaguchi,Hiroko Midorikawa
    • Journal Title

      2019 IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing (PACRIM)

      Volume: 2019 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1109/pacrim47961.2019.8985126

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Performance Evaluation of Acoustic FDTD(2,4) Method Using Distributed Shared Memory System mSMS2020

    • Author(s)
      Ryoya Tabata, Hiroko Midorikawa, Ki'nya Takahashi
    • Organizer
      2020 International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高性能,高生産性を実現する大規模メモリ・並列処理システムソフトウエアの研究2019

    • Author(s)
      緑川博子
    • Organizer
      JHPCN 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第11回シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 逐次プログラムからマルチコア・マルチノード並列処理への変換を容易にするディレクティブベースAPI SMint2018

    • Author(s)
      阪口裕悟,西矢和生,緑川博子
    • Organizer
      情報処理学会,ハイパフォーマンスコンピューティング研究会報告
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ソフトウエア分散共有メモリシステムmSMSによる大規模マルチコアノードにおけるステンシル計算2018

    • Author(s)
      緑川博子
    • Organizer
      情報処理学会,ハイパフォーマンスコンピューティング研究会報告
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] mSMS: A New DSM System for HPC2018

    • Author(s)
      Hiroko Midorikawa
    • Organizer
      The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis 2018 (SC18), SC18 Tokyo Inst. of Tech. Booth-Poster
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Advanced Software Technologies for Post-Peta Scale Computing2019

    • Author(s)
      Mitsuhisa Sato,Toshio Endo, Hiroko Midorikawa, Yukinori Sato, et,al.
    • Total Pages
      317
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811319235
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 緑川博子 論文リスト

    • URL

      https://www.ci.seikei.ac.jp/midori/paper/paper.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 緑川博子 論文リスト

    • URL

      http://www.ci.seikei.ac.jp/midori/paper/paper.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report 2019 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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