2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research on high-performance and high-dimensional numerical linear algebra applying an asynchronous task mechanism on the exascale computing era
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19H04127
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
今村 俊幸 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (60361838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 周平 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (50824421)
廣田 悠輔 福井大学, 学術研究院工学系部門, 助教 (60709765)
鈴木 智博 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (70235977)
椋木 大地 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 研究員 (90742289)
鈴木 厚 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (60284155)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高性能数値線形代数 / タスクスケジュール / 高並列処理 / 非同期・条件付き・競争的タスク / タスク並列・データ並列 / DAG |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第三カ年目は繰り越し事業も含めて以下の成果となる.
1) 「タスクスケジューリングの各種実験的評価」：本プロジェクトで検討を進めてきたスケジューラ開発は、コロナ等の影響で実装作業並びに研究者相互の技術展開が困難となったため、内容を限定するとともに想定技術を既存ランタイム系で代用するなどの措置により進めることに変更した。そのような条件下において、a) CUDAにおけるスレッドブロックの独自管理手法の実現 b) OpenMPのマルチタスク制御方式の組み合わせによるロードバランス制御方式の研究、c) バッチ処理に特化した設定におけるOpenMPのタスクスケジューリングとコスト通知方式の性能相関の実証実験をすすめた。いずれも実用コード上での実装につながり、論文として成果発表まで達成している。
2) 「数値計算アルゴリズムにおけるタスク並列モデルの調査研究」：逆行列計算過程での陽なタイルレイアウトの並び替えやパック処理によるデータ移動の削減などの結果性能改善につながる例を示すことができた。さらに、LDL行列分解の中で低ランク近似と適切なOpenMPタスク並列指示を行うことでも既存実装よりも優れた成果を示している。さらに、当該手法の延長上に量子アニーラを活用したチューニングなど新技術への展開も見出すことができている。最後に、疎行列直説法ソルバにおける、先送りされたブロック処理を担当するタスクに対してダミータスクの概念を導入し、DAG構成時には確定しないタスク表現を可能とした。また、数値安定性の観点から先送りした計算ブロックには高精度計算を考慮した混合精度演算によるケアが必要であり今後の展開に必要な技術課題の洗い出しにもつながっている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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