プログラム変換技術を活用する高性能科学技術計算向け高生産プログラミング環境

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11763
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 村井 均 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, ユニットリーダー (70590074)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: プログラミング / 高性能計算 / メタプログラミング / コンパイラ

Outline of Annual Research Achievements

2022年度には、2021度までの作業を受け、メタプログラミング環境におけるログラミング変換を容易に記述するライブラリの充実化をほぼ完了した。具体的には、抽象構文木 (AST) に相当するオブジェクトを操作するための各種メンバ関数の整備を行なった。以上により、利用者が、種々のプログラム変換を定義するメタプログラムを記述する道具立てが整ったと言える。次に、主に手続きのインライン展開を対象とし、いくつかの研究グループと連携して、本フレームワークの評価を行なった。Fortran言語に特徴的な複雑な引数渡しや変数の有効範囲を解釈し、適切にインライン展開を適用できることは、コンパイラ基盤に基づく本フレームワークの特長の一つである。富岳では、アプリケーションの性能向上のために、最適化としてのインライン展開が重要であることがわかっている。本機能によりインライン展開を促進し、富岳向けアプリケーションの開発において大きな効果が期待できることに加え、富岳を含む多様な計算機環境に向けた最適化の実現にもつながる。また、さらに多様なプログラム変換、特に既存の変換を組み合わせて新しい変換を定義する手法の実現性と
有効性に関する検討を開始した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID-19感染対策のための出張等の制限により、他プロジェクトとの連携のための打ち合わせや、利用者との打ち合わせが遅滞したため。

Strategy for Future Research Activity

2023年度には、メタプログラミング環境におけるプログラミング変換を容易に記述するライブラリの強化および拡張を行う。また、既存の変換を組み合わせて新しい変換を定義する手法の実装を行う。いくつかのアプリケーションを用いて、富岳を含む実機においてその効果を検証する。開発した高性能プログラミング環境を公開するための作業 (ドキュメントおよびサンプルコードの整備) を行う。