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科学技術アプリケーションのメニーコア環境対応を支援する自動最適化フレームワーク

研究課題

研究課題/領域番号 14J11834
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高性能計算
研究機関東京工業大学

研究代表者

星野 哲也  東京工業大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードHPC / OpenACC / GPU / プログラミング言語 / 国際情報交換(アメリカ) / フレームワーク構築 / 国際学会発表
研究実績の概要

本研究課題の当初の研究計画では、(1年目):メニーコアプロセッサにおける性能最適化モデルの構築、(2年目):メモリ階層間のデータ移動・データ構造の変更を行う仕組みの構築、(3年目):性能最適化モデルに基づく自動最適化フレームワークの構築、という計画であったが、本来3年目に行う予定であった自動最適化フレームワークの基盤作りを初年度は主に行った。また、初年度のうちに2年目に計画していた「データ構造の変更を行う仕組み」の構築の大部分が完了しており、本フレームワークの有効性を確認していた。そこで本年度は、主に実際のアプリケーションへの適用評価を進めた。
本研究でのフレームワークは、独自の最適化用拡張構文を含むOpenACCプログラムを入力とし、拡張構文を含まないOpenACCプログラムを出力する、ソース-to-ソースのコンパイラフレームワークとして実装しているが、実アプリケーションへの適用評価の初期段階として、まずはフレームワークを用いず手動で実装することで参照実装を作成した。これにより、データ構造の変更を行うことで2倍程度の性能向上が得られる代わりに、アプリケーションによってはプログラムの十数%を書き換える必要が生じた。これらのアプリケーションに対し独自の拡張構文を適用し、フレームワークを用いての高速化を試みた。しかし初年度に作成したフレームワークは拡張構文のデザイン上、人手による参照実装と全く同じプログラムは生成できず、プログラム実行時にデータ構造を変更するが、そのオーバーヘッドが想定より大きくなることがわかった。そこで本年はこれら評価結果をもとに、フレームワークの最適化実装に注力した。現在ではオーバーヘッドは隠蔽できる程度に小さくなっており、アプリケーションの高速化が期待できる。今後は様々なメニーコアプロセッサ向けに最適化・評価を進める予定である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 圧縮性流体プログラムのOpenACCによる高速化2016

    • 著者名/発表者名
      星野 哲也, 松岡聡
    • 雑誌名

      研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

      巻: 2016-HPC-153 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] An OpenACC extension for data layout transformation.2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Hoshino, Naoya Maruyama, and Satoshi Matsuoka
    • 雑誌名

      WACCPD '14 Proceedings of the First Workshop on Accelerator Programming using Directives

      巻: - ページ: 12-18

    • DOI

      10.1109/waccpd.2014.12

    • 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] OpenACCディレクティブ拡張によるデータレイアウト最適化2014

    • 著者名/発表者名
      星野哲也,丸山直也,松岡聡
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2014-HPC-145

      巻: 45 ページ: 1-8

    • NAID

      110009808140

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] An OpenACC extension for data layout transformation2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Hoshino, Naoya Maruyama, and Satoshi Matsuoka
    • 学会等名
      GTC 15
    • 発表場所
      San Jose McEnery Convention Center, San Jose, CA, USA
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Directive Based Programming Model for GPUs and Extensions for Performance Portability2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Hoshino, Naoya Maruyama, and Satoshi Matsuoka
    • 学会等名
      SIAM CSE15
    • 発表場所
      THE CALVIN L. PAMPTON SALT PALACE CONVENTION CENTER SALT LAKE CITY, UTAH, USA
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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