Research on Regularization to Exploit SIMD-vector Operations
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18H03249
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60090:High performance computing-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中島 浩 京都大学, 学術情報メディアセンター, 教授 (10243057)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
深沢 圭一郎 京都大学, 学術情報メディアセンター, 准教授 (50377868)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 規則化 / SIMDベクトル演算 / データ構造変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、(1) 一般に線形リスト等で表現される物体・粒子集合と、(2) 一般にCRS形式等で表現される疎行列を対象に、これら規則性に乏しいデータを適切に表現する規則性の高い構造に変換することと、規則化された構造に対する効率的な操作方法について、以下の実装・評価を行った。
(1) 動的に要素が変動する多数の物体・粒子集合を、集合内の要素が連続配置され集合間にギャップが挿入されている一次元配列で表現する方式について、以下の機能を実装した。(a)集合間ギャップの動的な増減量の設定機能。(b) ギャップ量の変更に伴う要素の配列内移動のための、並列性・局所性に優れたin-place型のシフト機能。(c) オーバーフロー要素だけを別途保持する並列更新可能なバッファ。またこれらをプラズマシミュレーションに適用して性能評価を行い、オーバーフロー生起時の処理コストが約1/3に軽減されることを確認した。さらに粒子集合をベクトル長を単位とした部分集合の線形リストで表現する方式の設計も実施した。
(2) 四面体メッシュなどで表現される非構造格子から導かれる行列が、長いk対角要素列を多数含むようにオーダリングする方法について、３次元非構造メッシュの物理情報（空間情報）を援用し、２次元平面に重なりなく投影可能な多角形の連結集合（疑似平面）に分割するために、以下の機能を実装した。(a) 全ての多角形を法線の類似度に基づいて部分集合に分類する機能。(b) 最大の部分集合の中でメッシュの幾何学的中心に最も近いものを基準擬似平面のシードとして求める機能。(c) シードを出発点として隣接多角形の中から適切なものを順次加えることで基準疑似平面を生成する機能。(d) 基準擬似平面を出発点として隣接する疑似平面を(c)と同様に順次生成してメッシュ全体を分割する機能。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1) 物体・粒子集合の本年度の各検討項目について、「研究実績の概要」に記載の通り実装・評価し、良好な性能が得られることを確認した。また粒子集合を部分集合の線形リストで表現する方式の設計も実施しており、本研究課題については計画を上回る進捗と自己評価している。
(2) 疎行列については、「研究実績の概要」に記載した機能を実装したが、予備評価の過程で疑似平面内および隣接疑似平面間の接続関係で定まるオーダリングの品質が不十分であることが判明した。この原因は各疑似平面の決定方法にあるため現在改良設計を進めており、オーダリング全体の実装が途上となっている。したがって本研究課題については、計画をやや下回る進捗と自己評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は以下の研究を実施し、最終的な成果を得る。
(1) 物体・粒子集合については、実装した各機能のライブラリ化を実施するとともに、ベクトル長を単位とした部分集合の線形リストを用いる手法の実装・評価・比較検討を行う。
(2) 疎行列については、疑似平面集合を決定するアルゴリズムの改良と実装を行い、併せて各疑似平面内および隣接疑似平面間の接続関係に基づくオーダリングについても品質の改善に取り組む。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
