超高速ネットワークで支援した大規模高性能分散共有メモリシステム研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08458071
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 島崎 眞昭 九州大学, 大型計算機センター, 教授 (60026242)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南里 豪志 九州大学, 大型計算機センター, 助手 (70284578) ; 渡部 善隆 九州大学, 大型計算機センター, 助教授 (90243972) ; 石田 慶樹 九州大学, 大型計算機センター, 講師 (20201030) ; 佐藤 周行 九州大学, システム情報科学研究科, 助教授 (20225999)
• Keywords: 分散共有メモリ / ワークステーションクラスタ / Split-C / PVM / UNIX / PVM / ソフトウエアキャッシュ / 通信最適化 / 並列応用プログラム

Research Abstract

スケーラビリティーの観点からハードウエア的には分散記憶方式が必要であり、プログラミングの容易さの観点からは共有メモリ方式が必要なため、(物理的)分散(論理的)共有メモリの並列計算機が求められている。高速パーソナルコンピュータ(Pentium 166MHz、72MB〜)8台を購入し、ネットワークとして10BaseTスイッチングハブを用いて、ワークステーション(パーソナルコンピュータ)クラスタを構築した。OSとしてBSD UNIXを用い、この上で佐藤等の提案したSplit-C/PVMを稼働させた。これにより、分散環境上に、仮想共有メモリシステムが実現された。Split-Cが開発された並列計算機CM-5の場合と異なり、分散環境PVM上では、「ハードウエアによりサポートされたActive Message」がないので、PVMのsignalを用いて、Split-C/PVMを実現している。通信最適化の方式について研究を始め、メッセージ通信の送信PE、受信PEのコンパイル時解析が可能な場合、send,receive命令による最適化の方式を検討した。分散共有メモリシステムでは、グローバルメモリアクセスの高速化が重要であり、我々は分散メモリシステム上のソフトウエア的に構成したキャッシュメモリの方式を実験的にCM-5上に実現し、その有効性を確認した。ベンチマークのための並列応用プログラムの研究も行なった。具体的な問題として、2固有値問題に対する並列性の高いホモトピー法のアルゴリズムを開発した。

Research Products

• [Publications] 南里豪志,佐藤周行,島崎眞昭: "ソフトウェアキャッシュの制御を行なう最適化コンパイラによる分散共有メモリシステムのメモリ性能改善" 並列処理シンポジウムJSPP'96論文集. 331-338 (1996)
• [Publications] 南里豪志,佐藤周行,島崎眞昭: "分散共有メモリシステム上にソフトウェアによって構築されたキャッシュシステムの静的制御" 情報処理学会論文誌. Vol.38(印刷中). (1997)
• [Publications] Takeshi Nanri,Hiroyuki Sato,Masaaki Shimasaki: "Using Cache Optimizing Compiler for Managing Software Cache on Distributed Shared Memory System" High Performance Computing ASIA'97(to appear). (1997)
• [Publications] 島崎眞昭: "ホモトピー法に基づく2固有値問題の数値解法" 日本応用数理学会論文誌. Vol.6. 105-111 (1996)
• [Publications] Masaaki Shimasaki: "Numerical Method and Convergence Analysis of Homotopy Algorithm for Two-Parameter Eigenvalue Problems" XIII Householder Symposium on Numerical Algebra. 181-184 (1996)
• [Publications] 島崎眞昭: "ホモトピー法に基づく2固有値問題の数値解法の収束解析" 京都大学数理解析研究所講究録. 944. 205-217 (1996)
• [Publications] 島崎眞昭: "2固有値問題の並列解法" 第25回数値解析シンポジウム講演予稿集. 60-63 (1996)