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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ランダムショートカットと光通信技術による超低遅延グリーンインターコネクト

Research Project

Project/Area Number 25280018
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

鯉渕 道紘  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (40413926)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 紀代  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ネットワークフォトニクス研究センター, 主任研究員 (90612177)
天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60175932)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsハイパフォーマンス・コンピューティング / フォトニックネットワーク / 計算機システム / 相互結合網
Outline of Annual Research Achievements

我々がこれまでに開発した高パーティショニング能力を持つHPC/データセンターネットワーク技術を発展させ,評価を行った.具体的にはNAS並列ベンチマーク,Graph500,行列計算,Himenoベンチマークを対象にSimGridイベントシミュレーションを行い,本提案手法を用いることで実行時間を大幅に短縮することに成功した.これは,主に並列計算におけるプロセス間の通信時間を大幅に短縮したことに起因する.さらに,インターコネクト網に光スイッチ技術を導入する際に、光スイッチの切替を分散制御的に実行可能とする新たな手法を提案した。これにより、従来提案されている集中制御手法に比べ、既存インターコネクト網制御技術との高親和性の達成、及び、切替にかかるオーバーヘッドタイムの削減が可能となる.両者より,ランダムショートカットリンクを光スイッチ上で効果的に利用することが可能となり,効率的に低遅延性と高バンド幅を要求するアプリケーションをサポートすることが可能となった.
現状のHPCネットワークは汎用のアクティブ光ケーブルとInfiniBandなどの電気スイッチで構成されている.しかし,ムーアの法則の終焉が近づいていることを考えると,これらの既存のネットワークアーキテクチャでは,将来的に大規模化が進むHPC/データセンターを構成するネットワークに十分な低遅延性,電力性能比,帯域を提供することは難しいと考えられる.一方で,本研究で開発したランダムショートカットリンク技術を波長多重スイッチ技術により実現することで,最長システム内通信遅延1μ秒,電力性能比10倍,1Tbps級の高帯域リンクを達成可能である.よって,これらの技術は,今後のネットワーク設計において極めて有望である.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハノイ工科大学(ベトナム)

    • Country Name
      VIET NAM
    • Counterpart Institution
      ハノイ工科大学
  • [Int'l Joint Research] FORTH-ICS, Heraklion(ギリシャ)

    • Country Name
      GREECE
    • Counterpart Institution
      FORTH-ICS, Heraklion
  • [Int'l Joint Research] ハワイ大学マノア校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハワイ大学マノア校
  • [Journal Article] Layout-conscious Expandable Topology for Low-degree Interconnection Networks2016

    • Author(s)
      Nguyen T. Truong, Van K. Nguyen, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi,
    • Journal Title

      IEICE TRANS. INF. & SYST.,

      Volume: E99-D, No.5 Pages: 1275-1284

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optical Network Technologies for HPC: Computer-Architects Point of View2016

    • Author(s)
      Michihiro Koibuchi, Ikki Fujiwara, Kiyo Ishii,Shu Namiki, Fabien Chaix, Hiroki Matsutani, Hideharu Amano, Tomohiro Kudoh,
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express (ELEX)

      Volume: Vol.16, No.6 Pages: 1-14

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/elex.13.20152007

    • Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Distributed-like optical path switch control approach for interconnect networks2016

    • Author(s)
      Kiyo Ishii, Shu Namiki
    • Organizer
      IEEE HPSR, Poster,
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2016-06-14 – 2016-06-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高性能計算システムのためのApproximate Computing ネットワーク2016

    • Author(s)
      鯉渕 道紘,藤木 大地,石井 紀代, 藤原 一毅,松谷 宏紀,天野 英晴
    • Organizer
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2016
    • Place of Presentation
      長崎県福江市福江文化会館
    • Year and Date
      2016-03-25 – 2016-03-25
  • [Presentation] 非同期光パスインターコネクト網の提案と基礎検討2016

    • Author(s)
      石井 紀代、並木 周
    • Organizer
      電 子情報通信学会総合大会、B-12-13
    • Place of Presentation
      福岡県西区(九州大学伊都キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [Presentation] オフチップ相互結合網向け不規則トポロジのための容易に実装可能なルーティングアルゴリズム2016

    • Author(s)
      河野 隆太, 中原 浩, 藤原 一毅, 松谷 宏紀, 天野 英晴, 鯉渕 道紘
    • Organizer
      情報処理学会第78 回全国大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市(慶應義塾大学)
    • Year and Date
      2016-03-10 – 2016-03-10
  • [Presentation] スーパーコンピュータのネットワーク技術2016

    • Author(s)
      鯉渕 道紘
    • Organizer
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      沖縄県那覇市沖縄県青年会館
    • Year and Date
      2016-03-07 – 2016-03-07
    • Invited
  • [Presentation] Singularity of Future Computer-System Networks2015

    • Author(s)
      Michihiro Koibuchi
    • Organizer
      the sixth ACM international symposium on information and communication technology (SoICT)
    • Place of Presentation
      ベトナム・フエ・エンペリカルホテル
    • Year and Date
      2015-12-03 – 2015-12-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 未来のコンピュータの建築学:水と光をつかって2015

    • Author(s)
      鯉渕 道紘
    • Organizer
      大学共同利用機関シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都中央区秋葉原アキバ・スクエア
    • Year and Date
      2015-11-29 – 2015-11-29
  • [Presentation] 社会を支える大規模コンピュータ・システムの省電力・省資源・低遅延通信への挑戦2015

    • Author(s)
      鯉渕 道紘
    • Organizer
      国立情報学研究所オープンハウス研究100連発企画
    • Place of Presentation
      東京都千代田区一ッ橋学術総合センター
    • Year and Date
      2015-06-13 – 2015-06-13
  • [Remarks] 高性能並列分散システムの超省電力・高信頼・低遅延インターコネクト

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~koibuchi/research02.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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