超並列自律型非同期マルチプロセッサシステムとニュ-ラルネットワ-クの研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460152
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 雨宮 真人 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (90202697)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 紀彦 九州大学, 工学部, 助手 (00182775) ; 谷口 倫一郎 九州大学, 総合理工学研究科, 助教授 (20136550) ; 河口 英二 九州工業大学, 工学部, 教授 (90038000)
• Keywords: 計算機ア-キテクチャ / 並列計算機 / 並列処理 / デ-タフロ-プロセッサ / プログラミング言語 / 関数型言語 / ニュ-ラルネットワ-ク / 画像処理

Research Abstract

本研究の目的は、デ-タ駆動実行原理に基づく非同期かつ自律的に動作する多数のプロセッサを結合させた超並列計算機システムの構成法を明らかにするとともに、この自律型非同期マルチプロセッサ方式の1つの応用として高速画像処理システム、ニュ-ラルネットワ-クシステムの実現法を明らかにすることである。本年度は、以下の点について重点的に研究を行った。
(1)デ-タ駆動型プロセッサのシミュレ-ション評価
デ-タ駆動型画像処理プロセッサシステムのソフトウェア・シミュレ-タを作成し、シミュレ-ションによって性能評価を行った。その結果、1つの物理的なプロセッサ(PE)に論理的なPEを64〜100個程度の論理的PEを割り当てた場合、PE間通信の速度をPEの演算速度の1/10程度に設定しても処理性能がほとんど低下することはないことが判明した。この場合、PEの演算速度を100nsとして、3×3のテンプレ-ト型フィルタリングで約2350μs、5×5の畳み込みで490μs程度という極めて高速な処理が可能になること示した。
(2)自律型非同期超並列マシンのためのプログラミング言語設計
関数型記述概念を基礎とした並列記述言語とコンパイラの設計・試作を行った。主に、画像デ-タの並列処理、プロセス間通信の自然な記述法、プロセス・プロセッサ間のマッピング記述法、ニュ-ラルネットの記述法などの研究を行った。また、それらの研究を基に、画像処理記述言語Valid-A、ニュ-ラルネット記述言語νを設計・試作し、それらが記述性に優れていることを示した。

Research Products

• [Publications] 立花徹: "デ-タフロ-解析による関数型プログラムのコンパイル法ー超多重処理のためのコ-ド生成法とその評価ー" 並列処理シンポジウムJPSS'89論文集. 219-226 (1989)
• [Publications] 立花徹: "デ-タフロ-解析による関数型言語Validのコンパイル法ーDatarolプログラムの抽出アルゴリズムー" 情報処理学会論文誌. 30ー12. 1628-1638 (1989)
• [Publications] 雨宮真人: "これからの知識プログラミングと並列記号処理ー宣言型システムの開発に向けて" 数理科学. 第313号. 66-72 (1989)
• [Publications] 谷口倫一郎: "AMP:an Autonomous Multi-Processor for Image Processing and Computer Vision" Proc.International Conference on Pattern Recoginition. (1990)
• [Publications] 山元規靖: "画像処理用超並列プロセッサAMPのプログラミングと性能評価について" 並列処理シンポジウムJPSS'90論文集. (1990)