並列コレクション向けモジュール化技術の研究開発

• Project/Area Number: 26870165
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: High performance computing; Software
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 芳樹 東京大学, 情報基盤センター, 講師 (20643224)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 並列分散処理 / 並列ストリーム / バリア同期

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，HPCアプリケーションの高度なモジュール分割を実現するために，オブジェクト指向言語のメソッド分割を発展させ，開発者が処理に差異のある反復処理やその順序関係を柔軟に記述できる強力な並列コレクション機構を開発する事である。そのために，次の研究課題に取り組む。（１）メソッドやモジュール分割するための言語機構の研究開発，（２）分割したメソッド間の順序関係を与えられる言語機構の研究開発，（３）分割したメソッドとその順序を扱えるコンパイラ及び並列コレクションの研究開発，（４）従来のHPCアプリケーション開発言語に対する記述性や実行性能の実験評価，（５）その他のモジュール化技術や専用言語との比較評価。

並列コレクション向けの述語ディスパッチ機構及び条件付きバリア同期機構の設計と開発を行った。前者では，HPCアプリケーションのような細粒度の反復処理を並列コレクションで記述した際に，チューニングに伴う計算順序変更や，袖領域による通信オーバーラップのような部分的な処理の差異を述語付きメソッドとして定義できるようにした。本機構は，科学技術計算シミューレションのコア計算としてよく用いられるステンシル計算を抽象化し，カーネル計算とその差分・順序を簡潔に切り離す事でプログラムのモジュラリティを向上させた。本研究の成果は，情報処理学会HPC研究会にて報告した。次に後者では，反復処理間のバリア同期を細粒度に行う際に生じる処理の差異に特化して，同期条件を述語として記述できるようにした。本機構は，マルチエージェントによる社会シミューレションシステムに適用し，従来の素朴なバリア同期と同等の記述を与えるだけで，細粒度の同期条件を設定できる新しいバリア同期に匹敵する性能を達成する事ができた。また，本研究の成果は，情報処理学会PRO研究会で発表し，研究会論文誌へ採録されている。

Research Products

• [Journal Article] 軽量で抽象度の高い条件付きバリア同期とその実装方法 (2015)
  • Author(s): 夏 澄彦 , 佐藤 芳樹 , 千葉 滋
  • Journal Title: 情報処理学会プログラミング Volume: 8 Pages: 11-21
  • NAID: 170000147541
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 並列分散処理向けプログラミング言語X10向けの対話的にフィルタリング可能な挙動可視化ツールの開発 (2015)
  • Author(s): 板橋 晟星 , 佐藤 芳樹 , 千葉 滋
  • Journal Title: 情報処理学会プログラミング Volume: 8 Pages: 22-32
  • NAID: 170000147542
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calculation coverage testing in scientific applications (2015)
  • Author(s): Yoshiki Sato, Shumpei Hozumi, Shigeru Chiba
  • Journal Title: Proceedings of the 2015 International Symposium on Software Testing and Analysis Volume: 2015 Pages: 350-360
  • DOI: 10.1145/2771783.2771807
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 軽量で抽象度の高い条件付きバリア同期とその実装方法 (2015)
  • Author(s): 夏澄彦, 佐藤芳樹, 千葉滋
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 プログラミング Volume: 未定
  • NAID: 170000147541
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Calculation coverage testing in scientific applications (2016)
  • Author(s): Yoshiki Sato, Shumpei Hozumi, Shigeru Chiba
  • Organizer: 2nd Annual Meeting on Advanced Computing System and Infrastructure (ACSI2016)
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂(福岡県・福岡市)
  • Year and Date: 2016-01-18
• [Presentation] Calculation coverage testing in scientific applications (2015)
  • Author(s): Yoshiki Sato, Shumpei Hozumi, Shigeru Chiba
  • Organizer: The 2015 International Symposium on Software Testing and Analysis (ISSTA'15)
  • Place of Presentation: Baltimore, USA
  • Year and Date: 2015-07-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 軽量で抽象度の高い条件付きバリア同期とその実装方法 (2015)
  • Author(s): 夏澄彦, 佐藤芳樹, 千葉滋
  • Organizer: 情報処理学会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所 臨海都心センター(東京都江東区)
  • Year and Date: 2015-03-10
• [Presentation] 依存関係をもった並列タスクのための動的グループバリア同期とその効率的な実装 (2014)
  • Author(s): 夏澄彦, 佐藤芳樹, 千葉滋
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス IB電子情報館(愛知県名古屋市)
  • Year and Date: 2014-09-08