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2013 Fiscal Year Annual Research Report

メニーコア環境での汎用計算モデル開発

Research Project

Project/Area Number 23240002
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

定兼 邦彦  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (20323090)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渋谷 哲朗  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (60396893)
浅野 哲夫  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90113133)
福永 ALEX  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (90452002)
Project Period (FY) 2011-05-31 – 2015-03-31
Keywordsメニーコア / GPGPU / 並列アルゴリズム / 省スペースアルゴリズム
Research Abstract

GPUのための計算モデルAGPUモデル上で比較ソートアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムはI/O計算量(グローバルメモリの読み書き回数)が漸近的に最適である.また,時間計算量も最適に近い.また,I/O計算量とマルチスレッディングの効果の間にトレードオフがあることを理論的に示した.このアルゴリズムをNVIDIAのGPUであるTesla K20上に実装した.既存のThrustライブラリの比較ソートアルゴリズムと比較して,1.9倍高速になった.
また,省スペースアルゴリズムとして,文字列の文法圧縮を完全にオンラインで行う手法を開発した.オンラインとは,入力文字が順番に与えられていくときに,任意の段階でデータ構造が完成していることを表す.つまり,任意の段階で,部分文字列の復号と文字の追加が高速に行える.
さらに,省スペースデータ構造の最も基本的なものであるビット列でのrank/select計算を行うものに対し,その永続化を行った.永続化とは,データに変更が加えられたときに,過去の履歴に対しても問い合わせが行えるようにすることである.ビット列においては,ビット変更の操作列が与えられたときに,任意の段階でのrank/select計算が行えるようになった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成24年度はGPUでの計算モデルを開発し,平成25年度はそれを用いて高速アルゴリズムの開発を行った.

Strategy for Future Research Activity

これまでに開発したソートアルゴリズムでは,I/O計算量とマルチスレッディングの効果の間にトレードオフがあることが判明したため,今後はアルゴリズムを改良していく.

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Novel Computational Model for GPUs with Application to I/O Optimal Sorting Algorithms2014

    • Author(s)
      Atsushi Koike, Kunihiko Sadakane
    • Journal Title

      Proceedings of APDCM

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SVEM: a Structural Variant Estimation Method using Multi-Mapped Reads on Breakpoints2014

    • Author(s)
      Tomohiko Ohtsuki, Naoki Nariai, Kaname Kojima, Takahiro Mimori, Yukuto Sato, Yosuke Kawai, Yumi Yamaguchi-Kabata, Tetsuo Shibuya, Masao Nagasaki
    • Journal Title

      1st International Conference on Algorithms for Computational Biology (AlCoB 2014)

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detecting Superbubbles in Assembly Graphs2013

    • Author(s)
      Taku Onodera, Kunihiko Sadakane, Tetsuo Shibuya
    • Journal Title

      Proceedings of WABI

      Volume: LNCS 8126 Pages: 338-348

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40453-5_26

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compressed Persistent Index for Efficient Rank/Select Queries2013

    • Author(s)
      Wing-Kai Hon, Lap-Kei Lee, Kunihiko Sadakane, Konstantinos Tsakalidis
    • Journal Title

      Proceedings of WADS

      Volume: LNCS 8037 Pages: 402-414

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40104-6_35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fully-Online Grammar Compression2013

    • Author(s)
      Shirou Maruyama, Yasuo Tabei, Hiroshi Sakamoto, Kunihiko Sadakane
    • Journal Title

      Proceedings of SPIRE

      Volume: LNCS 8214 Pages: 218-229

    • DOI

      10.1007/978-3-319-02432-5_25

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Memory-constrained algorithms for simple polygons2013

    • Author(s)
      Tetsuo Asano, Kevin Buchin, Maike Buchin, Matias Korman, Wolfgang Mulzer, Gunter Rote, Andre Schulz
    • Journal Title

      Comput. Geom.

      Volume: 46(8) Pages: 959-969

    • DOI

      10.1016/j.comgeo.2013.04.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Small-Space Algorithm for Removing Small Connected Components from a Binary Image2013

    • Author(s)
      Tetsuo Asano, Revant Kumar
    • Journal Title

      IEICE Transactions

      Volume: 96-A(6) Pages: 1044-1050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reporting All Segment Intersections Using an Arbitrary Sized Work Space2013

    • Author(s)
      Matsuo Konagaya, Tetsuo Asano
    • Journal Title

      IEICE Transactions

      Volume: 96-A(6) Pages: 1066-1071

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Priority Queues and Sorting for Read-Only Data2013

    • Author(s)
      Tetsuo Asano, Amr Elmasry, Jyrki Katajainen
    • Journal Title

      Proceedings of TAMC

      Volume: LNCS 7876 Pages: 32-41

    • DOI

      10.1007/978-3-642-38236-9_4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Time-Space Tradeoffs for All-Nearest-Larger-Neighbors Problems2013

    • Author(s)
      Tetsuo Asano, David G. Kirkpatrick
    • Journal Title

      Proceedings of WADS

      Volume: LNCS 8037 Pages: 61-72

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40104-6_6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Improved Search Algorithm for Min-Perturbation2013

    • Author(s)
      Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of 19th International Conference on Principles and Practice of Constraint Programming

      Volume: LNCS 8124 Pages: 331-339

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40627-0_27

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Success-history based parameter adaptation for Differential Evolution2013

    • Author(s)
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation

      Volume: - Pages: 71-78

    • DOI

      10.1109/CEC.2013.6557555

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of a randomized parameter setting strategy for island-model evolutionary algorithms2013

    • Author(s)
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation

      Volume: - Pages: 1263-1270

    • DOI

      10.1109/CEC.2013.6557710

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] GPU 向け比較ソートアルゴリズムの実装と評価2014

    • Author(s)
      小池 敦,定兼 邦彦
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      20140319-20140319
  • [Presentation] GPU を用いた並列ソートアルゴリズムの実装と評価2013

    • Author(s)
      小池 敦,定兼 邦彦
    • Organizer
      情報処理学会アルゴリズム研究会
    • Place of Presentation
      花巻南温泉峡 渡り温泉さつき
    • Year and Date
      20131107-20131107
  • [Presentation] Detecting Superbubbles in Assembly Graphs2013

    • Author(s)
      Taku Onodera, Kunihiko Sadakane, Tetsuo Shibuya
    • Organizer
      情報処理学会バイオ情報学研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      20130919-20130920
  • [Presentation] AGPU モデルでの並列ソートアルゴリズムの計算量について2013

    • Author(s)
      小池 敦,定兼 邦彦,Hoa Vu
    • Organizer
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • Place of Presentation
      小樽商科大学 大学会館多目的ホール
    • Year and Date
      20130517-20130517
  • [Remarks] 圧縮接尾辞配列ライブラリ csalib

    • URL

      http://researchmap.jp/sada/csalib/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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