2018 Fiscal Year Research-status Report
Real Time Graph Query Processing on Massively Parallel Environment
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18K18057
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
塩川 浩昭 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (90775248)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | データベース / グラフ / アルゴリズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は実世界の大規模グラフデータに対する超並列処理環境での効率的な問合せ処理手法を開発することである．本研究期間を通じて，実世界のグラフデータが持つ構造特性と並列処理アーキテクチャの両面を考慮することで，グラフデータに対する効果的な並列処理プリミティブを開発し，これらのプリミティブを用いた高速なグラフ問合せ処理手法を構築する．特に本研究期間では申請時の研究計画に従い，大規模グラフの高速な問合せ処理手法構築に向けて(1) グラフ分割に伴う同期処理オーバヘッドの抑制手法，(2) データアクセスの局所性向上によるメモリバンド幅ボトルネックの解消，および，(3) SIMD 命令を用いた効率的なデータ探索・データ処理手法の開発を進めた．
加えて，本研究期間では上記の並列処理プリミティブを用いた効率的なグラフコミュニティ問合せ処理手法を提案し，数億ノード規模のデータにおいて先行研究と比較して500倍から1,000倍程度の高速化を達成した．上述のコミュニティ問合せ処理手法はスレッド数に対してほぼ線形に性能向上することを実験的に確認している．また，本年度提案したコミュニティ問合せ処理手法は既存手法と同一の問合せ処理結果を出力することを理論的に保証している．
さらに本年度は次年度以降に取り組む予定の計画を先行し，多様なグラフデータに対する問合せ処理手法の高速化についても着手した．具体的には，不確実性を持つグラフデータを対象とした問合せ処理ならびに属性をもつグラフデータを対象としたコミュニティ問合せについて検討を進め，上述の並列処理プリミティブに基づく手法の構築を行った．
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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
申請時の計画以上に進捗している．本年度は研究計画に従い，実世界のグラフデータに対するプリミティブな操作の並列計算環境に対する最適化手法を開発した．本年度はさらに研究計画を先取りし，これらのプリミティブな操作を組み合わせた効率的な並列コミュニティ問合せ処理手法の開発についても行った．現在は，上述の研究結果から得た成果を基に様々なグラフ問合せ処理に対する応用を多角的に検討している．ゆえに，計画以上に進捗していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後についても申請時の計画に従い研究を遂行する．今年度はグラフデータに対するプリミティブな操作の並列処理環境への最適化とコミュニティ問合せへの応用による有効性の検証を行い，その効果を実験的に確認することができた．次年度は，上述したコミュニティ問合せ処理手法の改良に加え，今年度獲得した知見を基に，さらに幅広いグラフ問合せ処理への応用手法の開発を進めていく計画である．具体的には不確実性の有るグラフにおける問合せ処理への手法や属性を持つグラフへの応用手法について研究を進めていく予定である．また，本研究において開発したソフトウェアのライブラリ化についても併せて進める計画である．
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| Causes of Carryover |
今年度想定していた計算用ワークステーションの購入を見送り、筑波大学の学祭共同利用の制度を利用して大規模計算を行う事にしたため次年度使用額が生じた。
次年度は今年度得られた成果をまとめ国際会議への参加・発表を複数回行う。
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