Creation of high-performance computational science using graphics hardware having hardware ray-tracing acceleration unit
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21K19763
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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 | Kyushu University (2022-2023)
Nagoya University (2021) |
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Principal Investigator |
大島 聡史 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (40570081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 謙二 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 教授 (90334333)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | GPUコンピューティング / 高性能計算 / 計算科学 / レイトレーシング / 電波伝搬計算 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、リアルタイムレイトレーシング加速機構を備えた画像処理ハードウェア（以下、R-GPU）の計算科学分野での活用を目指すものである。
加速機構を活用した計算科学プログラムの試作や評価を行い、その適性や問題点を明らかにするとともに、R-GPUに適したプログラミング手法の検討を行う。本研究が先導事例となることで、R-GPUを活用した計算科学アプリケーションの高速化と利用環境の整備を行い、実用化や普及に向けた道筋を示す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は主に、2022年度までの研究成果を引き継ぎ、GPUに搭載されたレイトレーシング処理加速用ハードウェアの計算科学分野における活用に向けた実装・評価・さらなる応用への検討を実施した。特に電波伝搬シミュレーションプログラムの実装と評価を中心に研究を継続して実施し、新たなプログラミングフレームワークへの対応などの成果を得た。
具体的には、2022年度までに行っていた電波伝搬シミュレーションプログラムはNVIDIA社のOptiXを用いて実装しており、OptiXの制限によりNVIDIA社以外のGPUに搭載されたレイトレーシング処理加速用ハードウェアは活用することができなかった。そこで2023年度にはVulkanを用いてプログラムの再実装を行った。VulkanはNVIDIA社のGPUに加えてAMD社やIntel社のGPUに搭載されたレイトレーシング処理加速用ハードウェアも利用できるため、より多くのハードウェアを対象とすることが可能となった。実際にAMD社のGPUとNVIDIA社のGPUで同じ問題を実行して性能を比較することで、性能、特性、コストパフォーマンスなどの評価を行うことができた。また、再実装と評価の過程において従来のOptiXを用いたプログラムの改善点を発見し対応することもできた。
さらに今後の研究の展開に向けて、個別要素法や粒子法の専門家とディスカッションを行い、これらの計算法を対象としたレイトレーシング処理加速用ハードウェアの活用について情報交換を行った。（これに基づく新たな研究計画を科研費基盤研究Bに応募したが、不採択となった。）
2022年度終盤に採択された国際会議ワークショップにて成果発表を行い、ワークショップベストペーパー賞を受賞した。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
