2015 Fiscal Year Annual Research Report
分散GPGPU環境における離散イベントシミュレーション実行基盤
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26730044
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute |
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Principal Investigator |
大原 衛 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第一部情報技術グループ, 主任研究員 (80463008)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | GPGPU / 並列離散イベントシミュレーション / タイムワープ法 / ソフトウェア若化 / 信頼性解析モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は，GPGPU（General-Purpose computing on GPUs）等を用いた並列計算機において，離散イベントシミュレーション（DES）を効率的に実行することを目的とする．並列DES（PDES）のためのアルゴリズムは，大きく保守的アルゴリズムと楽観的アルゴリズムに分類される．これまでに，楽観的アルゴリズムをGPGPUに適用した例は報告が見当たらない．本研究では主に，タイムワープ手法を用いた楽観的PDES手法の高性能化，高信頼化に関する研究を行った．
タイムワープ手法は，疎結合なMIMD（Multiple Instruction stream, Multiple Data stream）型並列計算機に向けて提案された手法である．これを密結合なSIMT（Single Instruction stream, Multiple Thread）型計算機であるGPUで用いるために，以下のような変更を行った．SIMT型計算機では，条件分岐によってスレッドごとに異なる処理を行わせると性能が低下する．このことから，イベントの種類による処理の分岐を減らすために，単一種類のイベントだけを実行するタスクを複数並列に実行する方式とした．また，従来の疎結合計算機におけるタイムワープ手法では，各プロセスがメッセージを基に整合性の判定を独立して行っていたが，提案手法では他プロセスのメモリを参照することで整合性判定を行う．
最終年度にはシミュレーションの高信頼化に関する研究を行った．長時間に及ぶシミュレーションでは，計算機ハードウェアの故障やソフトウェアの障害を考慮に入れる必要がある．高性能計算（HPC）で用いられる環境では，ハードウェア故障に対する耐障害手法が導入されていることも多い．一方で，ソフトウェアの故障，いわゆるバグを対象とした高信頼化手法として，近年，ソフトウェア若化法がHPCに導入されつつある．本研究では，タイムワープ手法に適したソフトウェア若化プロトコルを提案し，信頼性解析と実装による諸パラメータの実測を行った．
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