| Project/Area Number |
20K21794
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Ino Fumihiko 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (90346172)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | トロピカル代数 / 最適化問題 / 高速化 / アクセラレータ / GPU計算 / 並列処理 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，トロピカル代数と呼ばれる新しい代数系に基づく処理を，Graphics Processing Unit（GPU）に代表される計算アクセラレータ上で加速することを試みる．そのために，トロピカル代数の演算規則に基づくプログラミング方法論をライブラリやドメイン特化言語とともに開発し，最短経路問題や整数計画問題などの組合せ最適化問題などの実応用へ適用することで，トロピカル代数系による超並列計算の有用性を示す．
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| Outline of Final Research Achievements |
We tried to develop a fast method for solving combinatorial optimization problems with an emerging algebraic system, called tropical algebraic system, on computational accelerators, such as the graphics processing unit (GPU). In more detail, we developed not only an optimization technique specific to tropical algebraic system but also a data compression/decompression method for accelerating GPU applications executed on thousands of threads. Their effectiveness was evaluated with practical GPU applications, such as all-pairs shortest path search and quantum circuit simulation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
人工知能技術の隆盛に象徴されるように，GPUによる計算の高速化は技術のブレークスルーに不可欠な手段として定着している．トロピカル代数系に特有の最適化技術は，道路網やSNSだけでなく，生命情報科学における生体配列の解析に対して貢献でき，適用範囲は広い．また，ライブラリとして実現したデータ圧縮技術は，煩雑なGPUプログラミングの労力を軽減でき，超並列計算機による研究開発の敷居を低下できるものと期待される．
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