2015 Fiscal Year Annual Research Report
メモリマシンモデル上の並列計算理論の構築と次世代ＧＰＧＰＵアーキテクチャの提案
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26280002
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中野 浩嗣 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30281075)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高藤 大介 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00314732)
伊藤 靖朗 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40397964)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 並列処理 / 理論計算モデル / 並列アルゴリズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
GPUは本来グラフィックス処理のための補助演算用のLSI であるが，これをグラフィクス以外の汎用計算に利用する技術GPGPUが注目されており，さまざまな研究開発が行なわれている．これまでのGPGPUの理論的解析の結果，本年度は主に２つの研究成果を得た．
（１）LZW可逆圧縮法のための超並列アルゴリズムの発見とGPUへの効率的な実装方法．可逆圧縮法であるLZW圧縮手法が並列化可能なことを証明し，さらにGPUへの実装方法を提案．GPUで高速に実行できることを実証した．LZW可逆圧縮法は逐次的に辞書を作る圧縮方法であり，並列化は不可能であると思われてきた．本成果はこの常識を覆し，高並列化が可能であることを証明したことになり，データ圧縮手法の大きなブレークスルーとなると思われる．
（２）BPBC(Bitwise Parallel Bulk Computation)手法の発見とGPUへの効率的な実装方法．多くのプロセッサがサポートしているビットワイズ演算を用いて，大量の論理回路のシミュレーションが同時にかつ高速に行えることを理論的に示した．GPUへの効率的な実装も行うことができ，計算機実験によりその有効性を実証した．BPBC手法の具体的なアプリケーションとして，文脈自由文法のCKYパージングがGPUで高速に行えることを示した．BPBC手法は究極のビットレベル高並列化を行うものであり，GPUに適した手法であるとともに，さまざまな幅広い応用が考えられる．
これらの手法は，本研究の主題であるGPUの理論的モデルを用いて解析的評価を行っており，GPUでの評価実験結果が合致することも示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
LZW圧縮法が並列化可能であることを証明した点，BPBC(Bitwise Parallel Bulk Computation)手法の発見という２つの大きな成果が得られており，予定以上の研究成果が得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
次の２点を重点的に行う：（１）GPU向けの圧縮手法の提案，および（２）BPBC(Bitwise Parallel Bulk Computation)手法を実アプリケーションへの適用．
（１）については，LZW圧縮法が並列化可能であることがわかったが，まだ高速化は不十分である．処理がGPUで高速処理かのうな可逆圧縮方法を提案し，GPU実装とその評価を行う．（２）では，実アプリケーションとして文字列検索が候補である．文字列検索がBPBC手法により高速にGPUで処理できることを実証する．
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| Causes of Carryover |
平成２８年度に発売予定のGPUを搭載したPCを購入するため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
GeForce GTX 1080を搭載したPCを購入する．
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[Presentation] Fast LZW compression using a GPU2015
Author(s)
Shunji Funasaka, Koji Nakano, Yasuaki Ito
Organizer
International Symposium on Computing and Networking
Place of Presentation
Sapporo, Japan
Year and Date
2015-12-08 – 2015-12-11
Int'l Joint Research
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