2017 Fiscal Year Research-status Report
超エクサシステムのコデザインのための疑似プロファイルに基づく性能予測手法の研究
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17K12693
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
辻 美和子 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 研究員 (80466466)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 性能推定 / トレースファイル自動生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，大規模システムの通信性能推定のための平易かつスケーラブルな方法論を設計することである．
広く用いられる通信性能推定手法として，既存のシステムで実際にアプリケーションを実行して通信トレースファイルやプロファイルを取得し，これを性能シミュレータの入力として，シミュレーションを行う手法がある．しかし，既存システムよりも大規模いステムのほうが大規模な場合，得られた実トレースファイルをそのまま用いることは困難である．本研究では，アプリケーションの解析に基き，得られた実トレースを水増しして将来システム規模に合わて疑似トレースファイルを生成し，疑似トレースファイルを用いて通信性能推定を行う手法を提案した．
疑似トレースファイルの生成手法として，(1) アプリケーションの性質を平易に書き下ろせる Domain Specific Language (DSL) を設計しユーザに記述してもらう方法，および，(2) アプリケーションのソースコードを直接解析して自動生成する方法の2通りを検討した．
2017年度においては，後者の手法に着目し，オープンソースのコンパイラであるLLVMおよびそのフロントエンドであるClangを用いて (1) LLVMの中間表現コードを生成，(2) 中間コードに対する自動解析から，MPI通信に関連する部分のみを抜き出したMPIスケルトンコードを生成，(3) MPIスケルトンコードと通信トレース生成ライブラリを用いて疑似トレースファイル生成プログラムを作成 (4) 生成プログラムを用いて疑似トレースファイルを生成，という手順で疑似トレースファイルを自動生成する方法を提案し，解析プログラムやライブラリのプロトタイプ実装を行った．
これを用いて複数のアプリケーションで疑似トレースファイルを生成し，提案方法論の妥当性を検証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画では，前述の (1) アプリケーションの性質を平易に書き下ろせる Domain Specific Language (DSL) を設計しユーザに記述してもらう方法，および，(2) アプリケーションのソースコードを直接解析して自動生成する方法のうち，(1) を2017年度に検討し，(2) を2018年以降に検討する予定であったが，順序を入れ替えて (2) を優先して検討および実装した．これは比較的早期に行っておくべき作業である，さまざまなアプリケーションを用いた提案方法論の検証が，疑似トレースファイルの自動生成プログラムを用いることでより効率的に行えると判断したためである．
この入れ替えにより申請書に記載した計画とは研究の順序が変化したが，3年計画全体としては，一定の割合を達成しているため，概ね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度以降は，2017年度に実装した疑似トレースファイル自動生成手法のプロトタイプをブラッシュアップするとともに，完全な自動生成が困難な複雑なアプリケーションに対応するために (2) について検討する．また，将来システムではノード数などの規模とともに演算性能なども変化するであろうことを踏まえて，演算性能推定を提案手法に導入する手法について検討する．
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| Causes of Carryover |
「現在までの進捗状況」で述べたように，研究項目の順序を一部入れ替えたため．2017年度に実施予定であった評価項目およびこれを実施するための計算機を次年度購入予定
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