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2008 Fiscal Year Annual Research Report

情報爆発時代のロバストな自動チューニングシステムに向けた数理的基盤技術の研究

Research Project

Project/Area Number 19024018
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

須田 礼仁  The University of Tokyo, 大学院・情報理工学系研究科, 准教授 (40251392)

Keywords自動チューニング / 逐次実験計画 / Bayes統計 / 機械学習 / 性能モデル / 統計科学 / 数理工学 / 行列計算アルゴリズム
Research Abstract

情報爆発時代のソフトウェアは, 質・量とも爆発的に大きくなる情報を有効に活用するため, それとおなじくらい爆発的に拡大する計算・通信・記憶資源の多様性に, 柔軟かつロバストに適応する能力を備えなければならない. このような適応能力(以下総じて「自動チューニング機能」と呼ぶ)は, 一般に情報収集→推定→最適化→実行制御という流れで実現される. 本研究では上記の流れの4つの部分のうち, 計算環境や応用分野への依存が少なく, 数理の世界で表現できる推定と最適化の部分に焦点を当て, 自動チューニングの数理の普遍的構造を明らかにし, 情報爆発時代の資源とデータに柔軟かつ確実に適応するシステムを実現するために必要となるロバストな自動チューニング機構の数理的基盤を構築することを目的とする.
平成20年度は2つのサブテーマについて特に注力して研究を推進した. 「オンライン自動チューニングのための逐次実験計画」では,一般のBayesモデルにおいて性能を適切に学習できなくなる場合があることを指摘し, そのような事態を確実に回避できるようなBayesモデルの定式化を行った. また, そのようなBayesモデルを具体的に示すことにより, 確実に性能を学習して, 最適解に近づいてゆける手法を確立した. また, 「未知の組み合わせにおける性能の推定」では, 連立一次方程式の反復解法ライブラリであるLisをターゲットとして, 部分的な実験データから未測定のパラメタの組み合わせにおける収束・発散および所要時間を予測することを試みた. その結果, パラメタ探索を効率化する複数の手法が得られた. これらの手法は, 実験および最適化の目的関数によって使い分けるものである. このほか, 自動チューニングとその周辺のさまざまな研究課題に取り組み, また, 3年連続で国際ワークショップを主催し, 自動チューニング研究を世界的にけん引した.

  • Research Products

    (33 results)

All 2009 2008

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] 正方行列向け特異値分解のCUDAによる高速化2009

    • Author(s)
      深谷猛, 山本有作, 畝山多加志, 中村佳正
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌ACS 2(印刷中)(掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A generalization of the integer linear infeasibility problem2008

    • Author(s)
      A. Takemura, R. Yoshida
    • Journal Title

      Discrete optimization 5

      Pages: 36-52

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implications of contrarian and one-sided strategies for the fair-coin game2008

    • Author(s)
      Y. Horikoshi, A. Takemura
    • Journal Title

      Stochastic Processes and their Applications 118

      Pages: 212-2142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The tube method for the moment index in projection pursuit2008

    • Author(s)
      S. Kuriki, A. Takemura
    • Journal Title

      Journal of Statistical Planning and Inference 138

      Pages: 2749-2762

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Euler characteristic heuristic for approximating the distribution of the largest eigenvalue of an orthogonally invariant random matrix2008

    • Author(s)
      S. Kuriki, A. Takemura
    • Journal Title

      Journal of Statistical Planning and Inference 138

      Pages: 3357-3378

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Star-shaped distributions and their generalizations2008

    • Author(s)
      H. Kamiya, A. Takemura, S. Kuriki
    • Journal Title

      Journal of Statistical Planning and Inference 138

      Pages: 3429-3447

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Groebner bases of nested configurations2008

    • Author(s)
      S. Aoki, T. Hibi, H. Ohsugi, A. Takemura
    • Journal Title

      Journal of Algebra 320

      Pages: 2583-2593

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Capital process and optimality properties of a Bayesian skeptic in coin-tossing games2008

    • Author(s)
      M. Kumon, A. Takemura, K. Takeuchi
    • Journal Title

      Stochastic Analysis and Applications 26

      Pages: 1161-1180

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Note on the continuity of M-convex and L-convex functions in continuous variable2008

    • Author(s)
      K. Murota, A. Shioura
    • Journal Title

      Journal of Operations Research Society of Japan 51

      Pages: 265-273

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 対称三重対角行列向けマルチシフトQR法の漸近的収束性解析2008

    • Author(s)
      宮田考史, 岩崎雅史, 山本有作, 張紹良
    • Journal Title

      日本応用数理学会論文誌 18

      Pages: 563-578

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Fully Pipelined Multishift QR Algorithm for the Parallel Solution of Symmetric Tridiagonal Eigenproblems2008

    • Author(s)
      T. Miyata, Y. Yamamoto, S.-L. Zhang
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌ACS 1

      Pages: 14-27

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 在庫管理計画問題の動的計画法による解法とCUDAを用いた高速化2008

    • Author(s)
      李天, 河畠工, 山本有作, 畝山多加志, 張紹良
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌ACS 1

      Pages: 1-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Equality Conditions for Lower Bounds on the Smallest-Singular Value of a Bidiagonal Matrix2008

    • Author(s)
      Y. Yamamoto
    • Journal Title

      Applied Mathematics and Computation 200

      Pages: 254-260

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ostrowski型下界とBrauer型下界をシフトとして用いたdqds法の収束性について2008

    • Author(s)
      山本有作, 宮田考史
    • Journal Title

      日本応用数理学会論文誌 18

      Pages: 107-134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Synchronization Effects in Intrinsic Josephson Junctions2008

    • Author(s)
      M. Machida, T. Kano, S. Yamada, M. Okumura, T. Imamura
    • Journal Title

      Physica C 468

      Pages: 689-694

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] キャッシュ性能安定性について2008

    • Author(s)
      今村俊幸
    • Journal Title

      東京大学情報基盤センター・スーパーコンピューティングニュース 9

      Pages: 111-122

  • [Journal Article] Fast Spherical Harmonic Transform Algorithm based on Generalized Fast Multipole Method2008

    • Author(s)
      R. Suda
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録 1606

      Pages: 18-29

  • [Presentation] 次世代計箪機環境における固有値解法と自動チューニング機能の開発2009

    • Author(s)
      片桐孝洋
    • Organizer
      分子研計算センター・ワークショップ「次世代理論化学の新展開と超並列計算への挑戦」
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2009-01-21
  • [Presentation] 大規模シミュレーションに向けた数値計算ライブラリのための自動チューニング方式2008

    • Author(s)
      片桐孝洋
    • Organizer
      理研セミナー・大規模計算ワークショップ〜大規模シミュレーションを支えるミドルウエア〜
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      20080825-26
  • [Presentation] 超並列マルチコア環境での自動チューニング機能の有効性 : T2Kオープンスパコン上の固有値ソルバを例にして2008

    • Author(s)
      片桐孝洋
    • Organizer
      情報処理学会第117回ハイパフォーマンス研究会 (情処研報, EPC-117)
    • Place of Presentation
      汐留シティセンター(31-36)
    • Year and Date
      2008-10-15
  • [Presentation] A Dynamic Programming Approach to Optimizing the Blocking Strategy for the Householder QR Decomposition2008

    • Author(s)
      T. Fukaya, Y. Yamamoto, S-L. Zhane
    • Organizer
      Third International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2008)
    • Place of Presentation
      エポカルつくば
    • Year and Date
      2008-10-01
  • [Presentation] Divisible Load Scheduling with Improved Asymptotic Optimality2008

    • Author(s)
      R. Suda
    • Organizer
      IEEE Cluster 2008, Poster + oral presentation at the work-in-progress session
    • Place of Presentation
      エポカルつくば
    • Year and Date
      2008-09-30
  • [Presentation] マルチコア時代の固有値計算アルゴリズムを考える2008

    • Author(s)
      今村俊幸, 山田進, 町田昌彦
    • Organizer
      日本応用数理学会2008年度年会(講演予稿集)
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス(389-390)
    • Year and Date
      2008-09-19
  • [Presentation] ソフトウェア自動チューニングの数理2008

    • Author(s)
      須田礼仁
    • Organizer
      日本応用数理学会20略年度年会, オーガナイズドセッション特別講演
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-18
  • [Presentation] LOBPCGにおける段階的収束とwindowの効果について2008

    • Author(s)
      今村俊幸
    • Organizer
      情報処理学会第116回ハイパフォーマンスコンピューティング研究会(研究報告, Vol.2008, No.74 (2008-HPC-116))
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀)(121〜126)
    • Year and Date
      2008-08-06
  • [Presentation] 頑健で効率的なオンライン自動チューニングのための統計モデル2008

    • Author(s)
      須田礼仁
    • Organizer
      情報処理学会第116回ハイパフオーマンス研究会 (情処研報HPC-116, SWoPP2008)
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀)(109〜114)
    • Year and Date
      2008-08-06
  • [Presentation] 統計的パターン認識手法によるソフトウェア自動チューニングのための実験計画2008

    • Author(s)
      小谷和正, 須田礼仁
    • Organizer
      情報処理学会第116回ハイパフオーマンス研究会(情処研報, HPC-116, SWoPP2008)
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀)(37〜42)
    • Year and Date
      2008-08-05
  • [Presentation] 電力消費量を抑えた線形数値計算ライブラリの実装と評価2008

    • Author(s)
      黒田久泰, 片桐孝洋, 須田礼二
    • Organizer
      SWoPP2008, 日本応用数理学会「行列・固有値問題の解法とその応用」研究部会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀)
    • Year and Date
      2008-08-05
  • [Presentation] マルチコア環境を指向した多固有値多分法の評価2008

    • Author(s)
      片桐孝洋
    • Organizer
      SWoPP2008, 日本応用数理学会「行列・固有値間題の解法とその応用」研究部会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀)
    • Year and Date
      2008-08-05
  • [Presentation] Windowsクラスタにおける疎行列反復解法ソルバの自動チューニング2008

    • Author(s)
      片桐孝洋, 黒田久泰
    • Organizer
      情報処理学会第116回ハイパフォーマンス研究会 (SWoPP2008, 情処研報HPC-116)
    • Place of Presentation
      アバンセ (佐賀)(43-48)
    • Year and Date
      2008-08-05
  • [Presentation] Research Trends on Automatic Tuning Methods for Matrix Computations and Proposal of a New Run-time Automatic Tuning Method2008

    • Author(s)
      K.Naono, T. Sakurai, M. Egi
    • Organizer
      5th International Workshop on Parallel Matrix Algorithm and Applications (PMAA08)
    • Place of Presentation
      University of Neuchatel, Switzerland
    • Year and Date
      2008-06-22
  • [Presentation] ヘテロ並列計算機における性能指標2008

    • Author(s)
      須田礼仁
    • Organizer
      情報処理学会第115回ハイパフォーマンス研究会 (情処研報, HPC-115)
    • Place of Presentation
      NEC本社ビル(三田)(25〜30)
    • Year and Date
      2008-05-20
  • [Presentation] AMG法のパラメタと性能に関する考察2008

    • Author(s)
      藤井昭宏, 小柳義夫
    • Organizer
      第13回計算工学講演会(vol2)
    • Place of Presentation
      仙台市民会館(663-666)
    • Year and Date
      2008-05-08

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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