2005 Fiscal Year Annual Research Report
自律分散処理に基づく連成シミュレーション手法の開発と応用
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16500035
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
青柳 睦 九州大学, 情報基盤センター, 教授 (00260026)
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| Keywords | 強調分散 / 連成シミュレーション / 並列計算 / 自律処理 / アドホックネットワーク |
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| Research Abstract |
従来の分散並列処理では不可能とされていたところの問題サイズにより計算途中から「計算ノードを随時追加できる機能」と「障害ノードを動的に回避する機能」を持つ自律的な協調分散アルゴリズムについて研究開発を行い,フラグメント分子軌道計算手法を例としてシミュレーションエンジンから利用可能なミドルウェアとして実装を行った.また近年のシミュレーション対象は,系を構成する要素として均一な部分系だけではなく,境界や複数の異なる部分系の集団から構成される複雑系であり,全系を総括的に取り扱う手法として,例えば分子動力学とモンテカルロ法,構造力学と流体力学など,空間・時間スケールの異なる複数のシミュレーション手法を有機的に結合した「連成シミュレーション」の重要性が急速に高まっており,本研究ではこれらの連成シミュレーションにおいて共通に顕在化する「シミュレーションエンジン相互間のデータ交換」を自律分散処理に基づく連成シミュレーションのためのミドルウェアに内包することにより,従来のグリッド計算技術を利用した分散シミュレーションに比べてきわめて可塑性に富んだ分散シミュレーション環境の実現を試みた.
本年度は,個々の演算ノードで動作するアプリケーションプログラム全てにマスターとワーカーの両機能をイベント駆動型でプログラミングし、ノード間通信メッセージの受信やノードの参加・離脱などのイベントの発生を上述のミドルウェア層の上に構築することにより、従来のMPIに代表される通信ミドルウェアでは困難とされてきた演算ノードの動的な構成変更・参加・離脱それぞれに柔軟に対処可能な並列分散アプリケーションの開発に成功した。また既存のノードが離脱する場合に、離脱したノードが担当していた処理内容を他ノードへ再配分する必要があるが、演算初期化段階でタスクプール上で分割する演算粒度と参加離脱のタイミングを個々のアプリケーションで調整できる機能とそのアルゴリズムの検討を行った。
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