2021 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 – 2023-03-31
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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．2021年度の進捗は以下の通りである．(a) 昨年度から継続して，尾崎スキームに基づくbinary128（IEEE 4倍精度）行列積の開発を継続した．昨年度日本応用数理学会で発表した内容を発展させ，国際会議ICPP-2021において論文発表を行った．(b) 尾崎スキームとDotKスキーム（Dot2）を組み合わせることで，無限精度の内積・疎行列ベクトル積を高速化する方法を開発した．CPU・GPUにおいて実装を行い，昨年度開発した再現可能な疎行列反復解法に適用して，その高速化を達成した．成果は次年度に国際会議で論文発表の予定である．(c) 尾崎スキームに基づく高精度・再現可能BLAS（および疎行列反復解法）のコードの混合精度対応化を実施した．(d) CADNAスキームに基づく疎行列反復解法の精度検証について検討を行った．次年度の成果創出が期待できる．
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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 |
(a) 尾崎スキームとDot2の組み合わせによる高速無限精度演算手法の論文執筆と発表（前年度からの継続）, (b) 疎行列反復解法におけるCADNAスキームの活用の検討（前年度からの継続）, (c) Dot2(K)に基づく高精度BLASの実装と性能評価, (d) 尾崎スキームおよびDot2(K)に基づく高精度BLASの分散並列版(MPI)実装と性能評価, (e) これまでに開発したコードの整備と公開
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| Causes of Carryover |
Covid19感染拡大により研究議論・発表の機会が減少し，開催された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．次年度使用額は前年度に発表できなかった研究成果の発表（学会発表のための旅費，学会参加費，論文英文校正費用）および未達成の課題の推進（研究議論のための旅費）に使用する．
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