Research on algorithms of Number Theoretic Transform on GPU Clusters

• Project/Area Number: 25K15134
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60090:High performance computing-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 高橋 大介 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (00292714)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 数論変換 / GPUクラスタ / 並列化 / 最適化

Outline of Research at the Start

数論変換（number-theoretic transform、以下NTT）は、離散Fourier変換を有限体に一般化したものであり、準同型暗号、多項式乗算、多倍長精度乗算などに広く用いられている。本研究では、NTTをGPUクラスタで行うことにより、扱える問題サイズの増大および計算時間の短縮を図る。さらにGPUクラスタの性能を最大限に引き出すNTTアルゴリズムおよび最適化手法を明らかにすることを目的とする。