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2015 Fiscal Year Annual Research Report

シナジー効果を加速するソフトウェアとハードウェアの協調設計基盤

Research Project

Project/Area Number 25280041
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

滝沢 寛之  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (70323996)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐野 健太郎  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00323048)
小林 広明  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (40205480)
青木 孝文  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80241529)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsアクセラレータ / GPU / FPGA
Outline of Annual Research Achievements

高性能計算から画像処理まで、規模の異なる様々なシステム構成で利用可能なプログラミング環境を実現するために、ファイルシステムを含むメモリ階層全体を考慮してデータ管理やデータ移動を設計できる必要がある。このため、特にファイル上のデータとアクセラレータのメモリ間のデータ転送の効率化を対象とし、OpenCLとMPIとファイルI/O関数との組み合わせによって効率的なデータ転送を実現する研究を行った。OpenCLを拡張し、そのイベント管理機構をノード間通信やファイルアクセスにも利用すことにより、データ間の依存関係を意識しつつ、適切な組み合わせでデータ転送を実現できることが示された。OpenCLはFPGAなどの再構成可能デバイスのハードウェア記述のためのプログラミング環境としても徐々に使われるようになってきており、その拡張はハードウェアとソフトウェアの協調設計に資する研究成果であるといえる。
平成27年度には、ステンシル計算を対象として性能への影響のあるパラメータを自動設定する研究も行い、そのためのプログラミング環境を試作した。実システム上での性能解析によらずに性能パラメータを設定することにより、性能パラメータ数が多い場合にも実用的な時間内にパラメータの値を設定できる可能性を示すことができた。FPGAを使ったストリーム計算ハードウェアに対しても、時間と空間の並列性に関する設計空間の探索を可能とする専用言語(DSL)を提案した。

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 (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] イリノイ大学アーバナシャンペーン校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      イリノイ大学アーバナシャンペーン校
  • [Journal Article] ストリーム計算ハードウェアコンパイラSPGenを用いたFPGA津波シミュレータの開発2016

    • Author(s)
      長州航平, 佐野健太郎, 河野郁也, 中里直人
    • Journal Title

      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会 信学技法

      Volume: 115 Pages: 131-136

  • [Journal Article] DSL-based Design Space Exploration for Temporal and Spatial Parallelism of Custom Stream Computing2015

    • Author(s)
      Kentaro Sano
    • Journal Title

      the Second International Workshop on FPGAs for Software Programmers

      Volume: - Pages: 29-34

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 階層的モジュール設計を可能とするストリーム計算コア高位合成コンパイラ2015

    • Author(s)
      佐野健太郎, 伊藤涼, 菅原啓介, 山本悟
    • Journal Title

      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会 信学技法

      Volume: 114 Pages: 79-84

  • [Journal Article] FPGAによる流体専用並列計算ハードウェアの試作実装と性能評価2015

    • Author(s)
      上野友也, 田中大智, 佐野健太郎, 山本悟
    • Journal Title

      第29回数値流体力学シンポジウム講演論文集

      Volume: - Pages: 1-2

  • [Journal Article] Automatic Parameter Tuning of Hierarchical Incremental Checkpointing2015

    • Author(s)
      Alfian Amrizal, Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa, Hiroaki Kobayashi
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 8969 Pages: 298-309

    • DOI

      0.1007/978-3-319-17353-5_25

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optimized Data Transfers Based on the OpenCL Event Management Mechanism2015

    • Author(s)
      Hiroyuki Takizawa, Shoichi Hirasawa, Makoto Sugawara, Isaac Gelado, Hiroaki Kobayashi and Wen-mei W. Hwu
    • Journal Title

      Scientific Programming

      Volume: 2015 Pages: 1-12

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1155/2015/576498

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Light-weight Rollback Mechanism for Testing Kernel Variants in Auto-tuning2015

    • Author(s)
      Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa and Hiroaki Kobayashi
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E98-D Pages: 2178-2186

    • DOI

      10.1587/transinf.2015PAP0028

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Case Study of User-Defined Code Transformations for Data Layout Optimizations2015

    • Author(s)
      Takeshi Yamada, Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa and Hiroaki Kobayashi
    • Journal Title

      The Third International Symposium on Computing and Networking

      Volume: - Pages: 535-541

    • DOI

      dx.doi.org/10.1109/CANDAR.2015.96

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Verification Framework for Streamlining Empirical Auto-Tuning2015

    • Author(s)
      Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa and Hiroaki Kobayashi
    • Journal Title

      The Third International Symposium on Computing and Networking

      Volume: - Pages: 508-514

    • DOI

      dx.doi.org/10.1109/CANDAR.2015.115

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Performance Engineering of HPC Applications Based on Pattern Matching2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Takizawa, Takeshi Yamada, Takuya Tsunogawa, Shoichi Hirasawa, and Hiroaki Kobayashi
    • Organizer
      The 23rd Workshop on Sustained Simulation Performance
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Data Layout Optimization Using User-Defined Code Transformations2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Takizawa, Takeshi Yamada, Shoichi Hirasawa, and Hiroaki Kobayashi
    • Organizer
      2016 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT in HPSC 2016)
    • Place of Presentation
      台北
    • Year and Date
      2016-02-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Expressing system-awareness as code transformations for performance portability across diverse HPC systems2015

    • Author(s)
      Hiroyuki Takizawa, Shoichi Hirasawa, Kazuhiko Komatsu, Ryusuke Egawa and Hiroaki Kobayashi
    • Organizer
      Workshop on Portability Among HPC Architectures for Scientific Applications
    • Place of Presentation
      Austin, USA
    • Year and Date
      2015-11-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Xevolverによる実アプリケーションの性能と保守性の両立2015

    • Author(s)
      平澤将一, 滝沢寛之, 小林広明
    • Organizer
      計算工学講演会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2015-06-08

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-27  

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