2020 Fiscal Year Research-status Report
超並列計算環境のための高精度かつ再現性のある行列計算ライブラリの開発
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19K20286
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高精度 / 再現性 / 行列計算 / 疎行列反復法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，スーパーコンピュータ等の超並列アーキテクチャを対象に，計算精度の高精度化と，計算結果の再現性を保証可能で，かつ従来手法と比べて高性能を達成可能な，基本線形代数演算ライブラリ（いわゆるBasic Linear Algebra Subprograms, BLAS）の開発を行う．本研究では次の4つの手法：(1)尾崎スキーム，(2)ExBLASスキーム，(3)DotKスキーム，(4)CADNAスキームに着目し，この中で(1)を主たる手法として検討する．2020年度の進捗は以下の通りである．(a) 昨年度に国際会議ISC2020に論文が採択された，尾崎スキームに基づくTensor Coresを活用したDGEMM実装に関する研究の口頭発表を行い，論文が出版された．同内容については国際会議CSE21においても口頭発表を行なった．(b) ISC2020の提案手法の電力性能を評価し，これに関して共著者として執筆に参加した論文が国際会議IPDPS2021（会議は来年度開催）に採択された．(c) ISC2020の提案手法を応用したbinary128（IEEE 4倍精度）行列積を開発し，日本応用数理学会2020年度年会において口頭発表した．本成果は現在論文を執筆中であり，次年度に査読付き国際会議へ投稿予定である．(d) 昨年度に開発を開始した尾崎スキームに基づく高精度かつ再現性のある疎行列反復解法（CG法）に関する論文を国際会議HPC Asia2021に投稿し採択され，口頭発表を実施し，論文が出版された．この研究ではExBLASスキームに基づく同等の実装との性能比較を実施した．(e)昨年度に共著者として執筆に参加し国際ワークショップNSV20に投稿したCADNAスキームに関する論文が採択され出版された．
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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
当初の研究計画と予定の前後や多少の変更はあるが，前述の実績を踏まえると総じて十分な進捗があると言える.
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度に重点的に取り組む内容は以下の通りである：(a) 尾崎スキームの分散並列版（MPI）実装と性能評価．(b) 複数精度・混合精度対応実装の開発と，他手法との比較を含めた性能評価．(c) 高精度かつ再現性のある疎行列反復解法の改良．Binary128またはDotKもしくはdouble-double演算の活用による高精度化と，混合精度化による高速化を検討する．CADNAスキームの活用による誤差分析結果の混合精度化への応用も検討する．(d) アプリケーションへの応用．本研究で開発された技術の実アプリケーションにおけるデモンストレーションを検討中である．
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| Causes of Carryover |
Covid19感染拡大により学会発表，打ち合わせ等に要する出張が取りやめとなったことに加え，学会もオンライン開催となり参加費が減額されたため，使用額が減少した．
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[Journal Article] Matrix Engines for High Performance Computing: A Paragon of Performance or Grasping at Straws?2021
Author(s)
Jens Domke, Emil Vatai, Aleksandr Drozd, Peng Chen, Yosuke Oyama, Lingqi Zhang, Shweta Salaria, Daichi Mukunoki, Artur Podobas, Mohamed Wahib, Satoshi Matsuoka
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Journal Title
Proc. 35th IEEE International Parallel & Distributed Processing Symposium (IPDPS 2021)
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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