2016 Fiscal Year Annual Research Report
スモールワールド性を用いた次世代並列計算機向け相互結合網の研究
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15J03374
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
河野 隆太 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 高性能計算 / スモールワールドネットワーク / 分散ルーティング / デッドロックフリールーティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大規模科学技術計算や超ビッグデータに対するデータマイニングを目的として、エクサスケール・コンピューティングと呼ばれる巨大な高性能計算システムの構築に向けた取り組みが近年盛んに行われている。このようなシステムは人工知能の分野における技術的特異点をもたらすとも言われており、その鍵を握る技術が、無数の計算資源を接続する大規模複雑ネットワークであるとされている。このネットワークはスモールワールド性と呼ばれる特徴を持ち、計算システム内の通信遅延の削減や通信帯域の向上をもたらす。申請者はこうした複雑ネットワークの大規模計算機への実用化に向けた問題解決に取り組んでいる。
第二年度である2016年度において申請者は、(1) 複雑ネットワーク向けの拡張性の高いルーティング、及び(2) デッドロックフリー性を保証するための仮想チャネル数の削減、の2点に着目し、第一年度から継続して開発手法の改良に取り組んだ。(1)について、本年度は提案手法である近傍ノードへの経路情報を用いた分散ルーティングを、配線長制限を課した実システムに近い相互結合網に適用し、その性能を評価した。さらに、(2)について、提案手法の仮想チャネル割り当て方式を複雑ネットワークに適用し評価を行った。これらの研究について本年度は複数の国際会議にて対外発表を行い、高い評価を得た。さらに、現在国際論文誌に論文を投稿中であり、業績面で多くの成果を上げたと言える。最終年度である2017年度は(1), (2)の手法を組み合わせた汎用性の高いルーティング機構を構築するとともに、チップ内ネットワークを含めた多様な相互結合網への応用を検討し、最終成果として取りまとめる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請者は第二年度である2016年度において、第一年度に着眼点として見出した (1) ランダムネットワーク向けのスケーラブルなルーティング、及び (2) デッドロックフリー性を保証するための仮想チャネル数の削減の2つの課題に取り組んだ。そして、これらの課題に対するオリジナルな手法をそれぞれ提案し、評価を行った。これらの手法は、複雑ネットワークの大規模計算機への実用化に向けて必要不可欠なものであり、複数の対外発表において高く評価された。具体的には国内研究会である電子情報通信学会 集積回路研究専門委員会 優秀若手講演賞や、国際会議であるCANDAR Best Paper Awardを受賞した。さらに、現在国際論文誌に論文を投稿中であり、双方ともConditional Acceptanceとなっている。このように、業績面での進捗は当初の計画以上であると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である2017年度において申請者は、これまで取り組んだ2手法について、現在高性能計算システムにおいて広く用いられているインターコネクト技術であるInfinibandネットワークへの実装を検討する。具体的には、以下の2つの課題について取り組む。
(1)’ ランダムネットワーク向けルーティングのSDN (Software Defined Network) を用いた実装：第二年度において申請者が提案した (1) ランダムネットワーク向けのスケーラブルなルーティング手法 をInfinibandネットワークに適用するためには、従来Infinibandネットワークにおいて用いられているテーブルベースのルーティング方式とは異なる、新たなルーティング計算処理を実装することが必須となる。この問題を解決するため、SDN (Software Defined Network) と呼ばれる、ネットワークの集中制御機構を用いた実装について検討する。
(2)’ InfinibandのQoS (Quality-of-Service)保証機構を用いた仮想チャネル削減手法の実装： Infinibandにおける仮想チャネルの制御はQoS保証機構によって行われており、提案手法である (2) 仮想チャネル削減手法 をそのまま実装することができない。このため、InfinibandのQoS保証機構によって仮想チャネル割り当てを実現するための提案手法の改良について検討する。
これらの2つの課題を解決した上で、両手法を組み合わせたスケーラブルなルーティング機構を構築する。さらに実際のInfiniband ネットワークに実装し、従来のルーティング機構と比べた優位性を示す。この評価結果を最終成果として取りまとめる予定である。
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Research Products
(4 results)
