| 研究課題/領域番号 |
14380135
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
計算機科学
|
|---|
| 研究機関 | 宇都宮大学 |
|---|
研究代表者 |
馬場 敬信 宇都宮大学, 工学部, 教授 (70092616)
|
|---|
| 研究分担者 |
横田 隆史 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (90334078)
大津 金光 宇都宮大学, 工学部, 助手 (00292574)
吉永 努 電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助教授 (60210738)
加藤 茂夫 宇都宮大学, 工学部, 教授 (00143529)
長谷川 まどか 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (80322014)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2002 – 2005
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
|
| 配分額 *注記 |
16,300千円 (直接経費: 16,300千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2003年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2002年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
|
|---|
| キーワード | 受信メッセージ予測 / 高性能計算機システム / 動的最適化 / 投機的処理 / Message communication / Workstation cluster |
|---|
| 研究概要 |
本基盤研究は、並列処理計算機におけるもっとも基本的な処理であるメッセージ転送の高速化を目指すものである。その着想は極めて簡明なもので、「過去のメッセージの受信履歴をもとに、次に来るであろうメッセージを予測し、予測したメッセージに対する受信処理を投機的に行う」、というものである。
この着想を具体化するために、受信するメッセージの規則性を調べることから出発し、履歴をもとに次に受信するメッセージを予測するアルゴリズムを考案した。さらにこのアルゴリズムを広く使用されるメッセージ通信ライブラリMPIに実装し、提案手法の有効性をNAS Parallel Benchmarkを用いて、定量的に明らかにした。
これらの研究経過および成果は、具体的に次のように要約することができる。
1)メッセージの受信系列には規則性があることの実験的な裏付けを明らかにした。
2)予測アルゴリズムとしては、最後に受信したメッセージと同じもの(Previous)と、受信系列を利用したマルコフ予測(Markov)の2つの方法の有効性が高いことを実験的に示した。
3)予測アルゴリズムを静的に選択して使用する方法と、動的に適したものに切り替えて使用する方法とを考案した。
4)手法の有効性を検証するために、メッセージ通信を標準的なMPIライブラリを使用したNAS Parallel Becnmarkを使用して評価した。
5)評価の結果、我々の提案する手法が特定の計算機に依存せずに使用可能なこと、ソフトウェアライブラリ中への実装によって最大6.8%の性能向上が達成可能なこと、この手法の適用によって各ノードプロセッサのアイドル時間が有効活用できること、プロファイリングの結果を活用することで予測の成功率を向上し、予測ミスによるオーバヘッドを削減できること、などを明らかにした。
以上の成果をもとに、さらに受信メッセージ予測機構を動的な最適化機構の一環として捉え、予測と投機実行を基盤とする計算機システムの提案を行った。
これらの成果は、添付した学協会誌論文、国際会議論文、口頭発表、著書により公表するとともに、特許申請(国内と米国各1件)を行っている。
|
