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大規模並列環境における数値計算アルゴリズム

計画研究

研究領域コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号 22104003
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

高橋 大介  筑波大学, システム情報系, 教授 (00292714)

研究分担者 今村 俊幸  理化学研究所, 計算科学研究機構, チームリーダー (60361838)
多田野 寛人  筑波大学, システム情報系, 助教 (50507845)
連携研究者 佐藤 三久  筑波大学, システム情報系, 教授 (60333481)
朴 泰祐  筑波大学, システム情報系, 教授 (90209346)
櫻井 鉄也  筑波大学, システム情報系, 教授 (60187086)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2010年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード大規模並列環境 / 数値計算アルゴリズム / GPGPU / 高速フーリエ変換 / 3倍精度浮動小数点演算 / 固有値ソルバ / Block Krylovアルゴリズム / 4倍・8倍精度演算 / 疎行列ベクトル積 / Block Krylov部分空間反復法 / Sakurai-Sugiura法
研究成果の概要

ペタフロップスを超える性能を持つ大規模並列環境における数値計算アルゴリズムとして,高速フーリエ変換(FFT),GPUによる4倍・8倍精度BLAS,GPUによる3倍・4倍精度浮動小数点演算,GPUにおける疎行列ベクトル積,CPU+GPU環境上で動作する実対称固有値ソルバ,GPU環境下での固有値ソルバ開発と既存ソルバとの性能評価,第3世代NVIDIA GPUを用いた高性能固有値ソルバの開発,Block Krylovアルゴリズムによる連立一次方程式の求解高速化,そしてBlock Krylov部分空間反復法の精度向上について研究を行うと共に,性能チューニング手法について検討した。

報告書

(6件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Improvement of the accuracy of the approximate solution of the Block BiCR method2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tadano, Y. Ishikawa, and A. Imakura
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 6 号: 0 ページ: 61-64

    • DOI

      10.14495/jsiaml.6.61

    • NAID

      130004706457

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of the Block BiCGSTAB($\ell$) method for solving linear systems with multiple right hand sides2014

    • 著者名/発表者名
      S. Saito, H. Tadano, and A. Imakura
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 6 号: 0 ページ: 65-68

    • DOI

      10.14495/jsiaml.6.65

    • NAID

      130004706458

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Parameter Estimation and Implementation of a Contour Integral-Based Eigensolver2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, Y. Futamura, and H. Tadano
    • 雑誌名

      Journal of Algorithms & Computational Technology

      巻: 7 ページ: 249-269

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 残差最小性に基づくKrylov部分空間反復解法に対する疎行列用直接解法を用いた前処理のパラメータ推定2013

    • 著者名/発表者名
      山崎育朗, 今倉暁, 多田野寛人, 櫻井鉄也
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 23 ページ: 381-404

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Weighted Block GMRES Method for Solving Linear Systems with Multiple Right-Hand Sides2013

    • 著者名/発表者名
      A. Imakura, L. Du, and H. Tadano
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 5 ページ: 65-68

    • NAID

      130003385510

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance comparison of parallel eigensolver based on a contour integral method and a Lanczos method2013

    • 著者名/発表者名
      I. Yamazaki, H. Tadano, T. Sakurai, T. Ikegami
    • 雑誌名

      Parallel Computing

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A modified Block IDR(s) method for computing high accuracy solutions2012

    • 著者名/発表者名
      M. Naito, H. Tadano, T. Sakurai
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 4 ページ: 25-28

    • NAID

      130002129392

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modified block BiCGSTAB for lattice QCD2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura, K.-I.Ishikawa, Y.Kuramashi, T.Sakurai, H.Tadano
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: Vol.183 号: 1 ページ: 34-37

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2011.08.010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of Multiple-Precision Floating-Point Arithmetic Library for GPU Computing2011

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Nakayama, Daisuke Takahashi
    • 雑誌名

      Proc.23rd IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems (PDCS 2011)

      ページ: 343-349

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Sparse Matrix-Vector Multiplication by Auto Selecting Storage Schemes on GPU2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Kubota, Daisuke Takahashi
    • 雑誌名

      Proc.11th International Conference on Computational Science and Its Applications (ICCSA 2011), Part II, Lecture Notes in Computer Science

      巻: No.6783 ページ: 547-561

    • DOI

      10.1007/978-3-642-21887-3_42

    • ISBN
      9783642218866, 9783642218873
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CUDA環境下でのDGEMV関数の性能安定化・自動チューニングに関する考察2011

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌:コンピューティングシステム

      巻: Vol.4 ページ: 158-168

    • NAID

      40019259197

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Performance Evaluation of Sparse Matrix-Vector Multiplication Using GPU/MIC Cluster2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Maeda and Daisuke Takahashi
    • 学会等名
      2015 SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE15)
    • 発表場所
      Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah, USA
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CUDABLAS等の選択による最速GPU固有値ソルバーの性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸,椋木大地,山田進,町田昌彦
    • 学会等名
      情報処理学会第148回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 発表場所
      花菱ホテル,大分県別府市
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CUDA-xSYMVの実装と評価2014

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸,椋木大地,山田進,町田昌彦
    • 学会等名
      情報処理学会第146回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター,沖縄県那覇市
    • 年月日
      2014-10-02 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GPU/MICクラスタにおける疎行列ベクトル積の性能評価2014

    • 著者名/発表者名
      前田広志,高橋大介
    • 学会等名
      情報処理学会第144回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 発表場所
      独立行政法人海洋研究開発機構 横浜研究所 三好記念講堂,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Auto-Tuning in Memory-Bound CUDA-BLAS Kernel2013

    • 著者名/発表者名
      T. Imamura
    • 学会等名
      Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High Performance Scientific Computing
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Kepler複数世代GPUに対するSYMVカーネルの性能チューニング2013

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸,内海貴弘,林熙龍,山田進,町田昌彦
    • 学会等名
      第138回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会(HPC138)
    • 発表場所
      芦原温泉清風荘,福井県あわら市
    • 年月日
      2013-02-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of Parallel 1-D FFT on GPU Clusters2013

    • 著者名/発表者名
      D. Takahashi
    • 学会等名
      2013 IEEE 16th International Conference on Computational Science and Engineering (CSE 2013)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Eigen-G: GPU-based eigenvalue solver for real-symmetric dense matrices2013

    • 著者名/発表者名
      T. Imamura, S. Yamada, M. Machida
    • 学会等名
      10th International Conference on Parallel Processing and Applied Mathematics (PPAM2013)
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] An Implementation of Parallel 2-D FFT Using Intel AVX Instructions on Multi-Core Processors2012

    • 著者名/発表者名
      D. Takahashi
    • 学会等名
      12th International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing (ICA3PP 2012)
    • 発表場所
      Kyushu Sangyo University, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2012-09-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A High Performance SYMV Kernel on a Fermi-core GPU2012

    • 著者名/発表者名
      T. Imamura, S. Yamada and M. Machida
    • 学会等名
      10th International Meeting on High-Performance Computing for Computational Science (VECPAR 2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2012-07-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Performance Comparison of Double, Triple and Quadruple Precision Real and Complex BLAS Subroutines on GPUs2012

    • 著者名/発表者名
      D. Mukunoki and D. Takahashi
    • 学会等名
      ATIP/A*CRC Workshop on Accelerator Technologies for High-Performance Computing: Does Asia Lead the Way? (ATIP/A*CRC Workshop '12)
    • 発表場所
      A*STAR Computational Resource Centre, Singapore
    • 年月日
      2012-05-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ASPEN-K2 : Automatic-tuning and Stabilization for the Performance of CUDA BLAS Level 2 Kernels2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Imamura
    • 学会等名
      SIAM 15th Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP12)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Savannah, (Savannah, Georgia, USA)
    • 年月日
      2012-02-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Eigen_sg+ASPEN.K2の性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      大瀧嵩, 藤山慧太, 今村俊幸, 山田進, 町田昌彦
    • 学会等名
      2012年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2012)
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2012-01-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] GPU上における多倍長精度浮動小数点演算の実装2011

    • 著者名/発表者名
      中山空星, 高橋大介
    • 学会等名
      情報処理学会第197回計算機アーキテクチャ・第132回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会(HOKKE-19)
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] GPUによる3倍精度浮動小数点演算の検討2011

    • 著者名/発表者名
      椋木大地, 高橋大介
    • 学会等名
      情報処理学会第197回計算機アーキテクチャ・第132回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会(HOKKE-19)
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] GPGPUで数値計算ソフトウェアはどこまで加速するか2011

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 学会等名
      大規模計算コロキウム
    • 発表場所
      岐阜市文化産業交流センターじゅうろくプラザ(岐阜市)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Autotuning of Sparse Matrix-Vector Multiplication by Selecting Storage Schemes on GPU2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Kubota, Daisuke Takahashi
    • 学会等名
      2011 SIAM Conference on Computational Science and Engineering
    • 発表場所
      Grand Sierra Resort and Casino (Reno, Nevada, USA)
    • 年月日
      2011-03-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GPUによる4倍・8倍精度BLASの実装と評価2011

    • 著者名/発表者名
      椋木大地, 高橋大介
    • 学会等名
      2011年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2011)
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(つくば市)
    • 年月日
      2011-01-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] eigen_sg:マルチコア+GPGPU環境における固有値ソルバ開発2011

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸, 山田進, 町田昌彦
    • 学会等名
      2011年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2011)
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(つくば市)
    • 年月日
      2011-01-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GPUにおける格納形式自動選択による疎行列ベクトル積の高速化2010

    • 著者名/発表者名
      久保田悠司, 高橋大介
    • 学会等名
      情報処理学会第184回計算機アーキテクチャ・第128回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会(HOKKE-18)
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GPGPUを用いた固有値計算の可能性2010

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 学会等名
      日本応用数理学会2010年度年会
    • 発表場所
      明治大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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