Development of Rubust Framework for Distributed Collaborateve High Performance Edge Computing
| Project/Area Number |
20K11744
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60050:Software-related
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
森 眞一郎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (20243058)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | エッジコンピューティング / 持続可能性 / インタラクティブシミュレーション / 高性能計算 / 並列処理 / 分散協調処理 / ヒューマンインザループ / サイバーフィジカルシステム / 耐故障性 / 分散処理 / 頑健性 / 一貫性制御 / シミュレーションキャッシング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではスーパーコンピュータ等のセントラルサーバと広域に分散するエッジサーバを複数連携させることで，個々のシステム単独では得られない質（計算精度や実時間応答性等）の高い計算サービスを提供する高性能協調計算機構の提案とそれを実現するシミュレーションフレームワークのプロトタイプを開発する．
この際，エッジサーバ間連携時に発生するオーバヘッドを軽減するとともに，災害等の予測不可能なサーバ停止や孤立に対する縮退機能および復帰機能を検討し，連携体システム全体としての頑健性を確保する．さらに，ボランタリなベストエフォート型の柔軟な協調を可能にするともに，局所データの地産地消と選択的グローバル化を図る．
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| Outline of Annual Research Achievements |
[シミュレーションキャッシングを用いた頑健な弱連携エッジサーバ構成法に関する検討] 超広域連携環境下での実証実験として，サンパウロ地域，大阪地域に設置したASW EC2サーバと福井大学内のサーバを弱連携させた協調シミュレーションを行った．通信遅延の大きな広域連携環境において3日間連続した協調シミュレーションの安定動作を確認した．また，開発したシステムの超広域連携環境下での頑健性を検証する実験して，1)強制的に発生させた通信障害に対して，連携フレームワークが障害を検知し自律的に連携を解除し障害箇所で分離された2つの独立したシミュレーションシステムとして縮退運用を継続できること，ならびに、2)通信障害からの復旧を自動検知し，分離されたシステム間を再度連携環境として復旧できることが確認できた．
[シミュレーションキャッシング・フレームワークの双方向一貫性制御拡張] 前年度までに開発したフレームワークの有効性を検証するため，多くの研究者が利用している領域気象シミュレーションWRFに我々のフレームワークと連携するための連携機構を実装し双方向一貫性制御による精度改善の効果ならびに一台の計算機で多重解像度計算を行った場合に対する計算速度の向上を確認した．一方で大量のデータ交換に伴う通信速度低下を抑えるための一貫性制御頻度の動的な適応制御の検討が必要であることも確認した．
[時系列シミュレーションの実時間処理技術との連携に関する研究] 遠隔協調環境等十分な通信速度が得られない環境でのデータ圧縮に関して，サンパウロ-大阪間の連携環境下では実数値のデータ系列であっても，汎用のZIPベースの圧縮を用いて，圧縮，解凍時間を含めた通信時間が削減できることをAWS EC2サーバを用いた連携実験で確認した．また，投機的手法を用いた対話的シミュレーションシステムの大規模データを用いた有効性検証を行った．
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Report
(4 results)
Research Products
(19 results)
