機動的並列処理方式を実現するための基盤技術の研究開発

• 研究課題/領域番号: 15K00068
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計算機システム
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 大津 金光 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00292574)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 並列分散処理 / バイナリ変換 / 自動最適化 / 負荷分散 / 並列処理 / モバイルコンピュータ / 自動並列化 / 自動負荷分散

研究成果の概要

スマートフォンやタブレット端末等の組込み型コンピュータが爆発的に普及しており，多数のコンピュータが身の回りに存在する状況が一般的となりつつある．これを背景として，本研究では，遠隔のクラウドサーバに依存しない形で，利用者がどこにいても利用可能な即時的で利便性の高い並列処理環境を実現することを目的として，利用者の手元にある逐次プログラムを機械命令(バイナリ)コードレベルで自動並列化し，近隣に存在する多数のコンピュータを使った並列処理を行うことでプログラムの高速化を図る機動的並列処理方式を実現する．そのために必要な基盤技術の開発を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Decomposition method for fast computation of gigapixel-sized Fresnel holograms on a graphics processing unit cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Boaz Jessie Jackin, Shinpei Watanabe, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa, Takashi Yokota, Yoshio Hayasaki, Toyohiko Yatagai, Takanobu Baba
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 57 号: 12 ページ: 3134-3145
  • DOI: 10.1364/ao.57.003134
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Static Packet Scheduling Approach for Fast Collective Communication by Using PSO (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E100.D 号: 12 ページ: 2781-2795
  • DOI: 10.1587/transinf.2017PAP0015
  • NAID: 130006236571
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] プログラム全域を対象としたホットパスベース投機的マルチスレッド処理方式の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 29-7 ページ: 285-301
  • NAID: 130005429947
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancing Entropy Throttling: New Classes of Injection Control in Interconnection Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E99.D 号: 12 ページ: 2911-2922
  • DOI: 10.1587/transinf.2016PAP0007
  • NAID: 130005171010
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Performance of Android Cluster System Allowing Dynamic Node Reconfiguration (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sawada, Yusuke Arai, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota, Takeshi Ohkawa
  • 雑誌名: Wireless Personal Communication 巻: - 号: 4 ページ: 1-21
  • DOI: 10.1007/s11277-017-3978-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancing Entropy Throttling: New Classes of Injection Control in Interconnection Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 雑誌名: 電子情報通信学会英文論文誌(D) 巻: 未定
  • NAID: 130005171010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relaxing Heavy Congestion by State Propagation (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 雑誌名: Journal of Information Processing 巻: 23 号: 5 ページ: 730-743
  • DOI: 10.2197/ipsjjip.23.730
  • NAID: 130005100080
  • ISSN: 1882-6652
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Android OS におけるMPI並列処理アプリケーション実行環境の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 新里 将大，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会第80回全国大会 講演論文集
• [学会発表] LLVM IRコードにおける並列化指示文の挿入方式についての検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 神宮 健吾，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会第80回全国大会
• [学会発表] 3次元積層LSIシステムのための簡易的な通信方式エミュレータの構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 新井 健太，大川 猛，大津 金光，横田 隆史，菊地 克弥，青柳 昌宏
  • 学会等名: 情報処理学会第80回全国大会
• [学会発表] 通信ミドルウェアを用いたロボット・クラウド連携分散SLAM処理の通信性能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 征矢 あおい，大川 猛，大津 金光，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会第80回全国大会
• [学会発表] SIMD拡張ソフトコアプロセッサのための効率的なメモリシステムの検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菊池 智也，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会第80回全国大会
• [学会発表] Visual SLAMソフトウェア高速化検討のための処理時間分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 後村 胤樹，大川 猛，大津 金光，横田 隆史, 馬場 敬信
  • 学会等名: 情報処理学会第80回全国大会
• [学会発表] 神経回路網による相互結合網パケットスケジュール最適化の初期検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 相澤 和秀，横田 隆史，大津 金光，大川 猛
  • 学会等名: 情報処理学会 第79回全国大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] LLVMを活用したバイナリ変換のためのARM機械語からIRへの変換手法の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 重信 晃太，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会 第79回全国大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] DMTCPによるノード構成の動的変更に対応した並列分散処理環境の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山 裕紀，澤田 祐樹，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: 情報処理学会 第79回全国大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] GPUによるオブジェクト分割フレネルホログラム生成処理の最適化検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 晋平，ボアズ ジェシー ジャッキン，大川 猛，大津 金光，横田 隆史， 早崎 芳夫，谷田貝 豊彦，馬場 敬信
  • 学会等名: IEICE-CPSY/RECONF/VLD,IPSJ-ARC/SLDM 1月研究会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2017-01-23
• [学会発表] 多重ループの動的挙動解析のためのループブロックを導入したパスプロファイラの実現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菊池 祐貴，大津 金光，馬場 敬信，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: IEICE-CPSY/RECONF/VLD,IPSJ-ARC/SLDM 1月研究会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2017-01-23
• [学会発表] AndroidクラスタにおけるOpen MPI並列処理の性能評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山 裕紀，新里 将大，重信 晃太，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: コンピュータシステム研究会（CPSY）学生及び若手発表
• [学会発表] Acceleration of large-scale CGH generation using Multi-GPU cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinpei Watanabe, Boaz Jessie Jackin, Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota, Yoshio Hayasaki, Toyohiko Yatagai, Takanobu Baba
  • 学会等名: 8th International Workshop on Advances in Networking and Computing (WANC 2017)
• [学会発表] A Translation Method of ARM Machine Code to LLVM-IR for Binary Code Parallelization and Optimization (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohta Shigenobu, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa, Takashi Yokota
  • 学会等名: 8th International Workshop on Advances in Networking and Computing (WANC 2017)
• [学会発表] Large-Scale Interconnection Network Simulation Methods Based on Cellular Automata (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Computing and Networking (CANDAR'17)
• [学会発表] マルチGPUクラスタを用いた大規模計算機ホログラム生成時間の初期評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 晋平，ボアズ ジェシー ジャッキン，大川 猛，大津 金光，横田 隆史， 早崎 芳夫，谷田貝 豊彦，馬場 敬信
  • 学会等名: 2017年並列／分散／協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ （SWoPP2017
• [学会発表] 大規模NoC向けシミュレーション手法の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横田 隆史，大津 金光，大川 猛
  • 学会等名: 2017年並列／分散／協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ （SWoPP2017
• [学会発表] LLVMを活用したバイナリコード最適化のためのARM機械語フロントエンドの検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 重信 晃太，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 2017年並列／分散／協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ （SWoPP2017
• [学会発表] Two-Level Controlled Parallel Reconfigurable Architecture (2017)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Baba, Kanemitsu Ootsu
  • 学会等名: 1st Workshop on Pioneering Processor Paradigms (WP3)
  • 発表場所: Austin, Texus, USA
  • 国際学会
• [学会発表] A Consideration on Compression Level Control for Dynamic Compressed Data Transfer Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota, Takeshi Ohkawa
  • 学会等名: 2016 International Symposium on Parallel and Distributed Computing and Computational Science (CSCI-ISPD)
  • 発表場所: Las Vegas, Nevada, USA
  • 年月日: 2016-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Introducing PSO for Optimal Packet Scheduling of Collective Communication (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 学会等名: 4th International Symposium on Computing and Networking (CANDAR 2016)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2016-11-22
  • 国際学会
• [学会発表] 一斉同期通信の最短時間パケットスケジューリング ―PSOによる最適化の試み― (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田 隆史，大津 金光，大川 猛
  • 学会等名: 2016年並列／分散／協調処理に関する『松本』サマー・ワークショップ （SWoPP松本2016）
  • 発表場所: 長野県松本市
  • 年月日: 2016-08-08
• [学会発表] Object decomposition method for acceleration of large-scale hologram calculations on GPU-clusters (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Baba, Boaz Jessie Jackin, Shinpei Watanabe, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa, Takashi Yokota, Yoshio Hayasaki, Toyohiko Yatagai
  • 学会等名: IEEE International Conference on Computational Photography (ICCP 2016)
  • 発表場所: Illinois, USA
  • 年月日: 2016-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] 動的なノード数変更に応じてプロセス単位で負荷分散を行うMPI環境の実現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田 祐樹，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会システム・アーキテクチャ研究会
  • 発表場所: 富山県黒部市
  • 年月日: 2016-05-09
• [学会発表] FPGAコンポーネントを用いた水中ロボット制御の高速化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村 仁美，山科 和史，大川 猛，大津 金光，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] 動的なノード数変更に対応したMPI並列処理のための負荷分散手法の実装 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田 祐樹，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] 大規模計算機ホログラム生成プログラムのマルチGPUを用いた高速化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 晋平，Boaz Jessie Jackin，大川 猛，大津 金光，横田 隆史， 早崎 芳夫，谷田貝 豊彦，馬場 敬信
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] gem5を用いた独自SIMD拡張MIPSプロセッサシミュレータの実現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本 瑛大，平石 康祐，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] SIMD拡張MIPSソフトコアプロセッサ向けのリモートデバッガの実現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 深堀 陽介，平石 康祐，橋本 瑛大，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] ヘテロジニアスメニーコアプロセッサにおける最適並列処理の決定方式に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊池 祐貴, 大津 金光，馬場 敬信, 大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] SLAM処理の並列分散化における最適な機能分割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松本 拓也，大川 猛，横田 隆史，大津 金光
  • 学会等名: 情報処理学会 第78回全国大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] Decomposition method for acceleration of large scale CGH calculation on distributed computing machines (2016)
  • 著者名/発表者名: Jackin Boaz Jessie, Shinpei Watanabe, Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota, Yoshio Hayasaki, Toyohiko Yatagai, Takanobu Baba
  • 学会等名: Photonics West-2016
  • 発表場所: San Francisco, CA, United States
  • 年月日: 2016-02-16
  • 国際学会
• [学会発表] Android クラスタにおける動的構成変更に伴うタスク再配置と通信の効率化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田 祐樹，重信 晃太，杉山 裕紀，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: 萌芽的コンピュータシステム研究展示会2016
  • 発表場所: 千葉県幕張
• [学会発表] Entropy Throttling: Towards Global Congestion Control of Interconnection Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Computing and Networking (CANDAR2015)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Proposal of Highly Efficient Memory Access Method using Locked-Cache on Soft-Core Processor with SIMD Operations (2015)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Hiraishi, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa, Takashi Yokota
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Computing and Networking (CANDAR2015)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Performance improvement of large-scale interconnection network simulator by using GPU (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Suzuki, Takashi Yokota, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Computing and Networking (CANDAR2015)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient Translation and Execution Method for Automated Parallel Processing System by using Valgrind (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Obuchi, Kanemitsu Ootsu, Takeshi Ohkawa, Takashi Yokota
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Computing and Networking (CANDAR2015)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] 3次元積層チップLSIのためのHW/SW協調システム設計手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 猛，大津 金光，横田 隆史，菊地 克弥，青柳 昌宏
  • 学会等名: 第27回 マイクロエレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] Acceleration of large scale Fresnel CGH computation on distributed machines using decomposition method (2015)
  • 著者名/発表者名: Boaz Jessie Jackin, Hiroaki Miyata, Yoshio Hayasaki, Toyohiko Yatagai, Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota
  • 学会等名: Optics and Photonics Japan 2015
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Empirical Performance Study of Speculative Parallel Processing on Commercial Multi-core CPU with Hardware Transactional Memory (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanemitsu Ootsu, Yutaka Matsuno, Takeshi Ohkawa, Takashi Yokota, Takanobu Baba
  • 学会等名: 2nd Workshop on Software Engineering for Parallel Systems (SEPS2015)
  • 発表場所: Pittsburgh, Pennsylvania, United States
  • 年月日: 2015-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] ROS準拠FPGAコンポーネントを用いた遠隔制御ロボットカー (2015)
  • 著者名/発表者名: 山科 和史，大川 猛，佐野 健太郎，長洲 航平，田中 大智， 大津 金光，横田 隆史
  • 学会等名: 電子情報通信学会 コンピュータシステム研究会（CPSY）
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] Proposal of ROS-compliant FPGA Component for Low-Power Robotic Systems ---case study on image processing application--- (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazushi Yamashina, Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota
  • 学会等名: 2nd International Workshop on FPGAs for Software Programmers (FSP 2015)
  • 発表場所: London, United Kingdom
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] ソフトコアプロセッサ向けSIMD演算のための高帯域オンチップメモリの検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平石 康祐，橋本 瑛大，大津 金光，横田 隆史，大川 猛
  • 学会等名: 2015年並列／分散／協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ （SWoPP別府2015）
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2015-08-04
• [学会発表] 大規模相互結合網シミュレータのGPUを用いた高速化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 裕樹，横田 隆史，大津 金光，大川 猛
  • 学会等名: 2015年並列／分散／協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ （SWoPP別府2015）
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2015-08-04
• [学会発表] 動的バイナリ変換によるループ並列処理のための効率的スレッド制御手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小渕 裕之，大津 金光，大川 猛，横田 隆史
  • 学会等名: 2015年並列／分散／協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ （SWoPP別府2015）
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2015-08-04
• [学会発表] HW/SW協調の画像処理システム開発手法に関する考察 ―航海画像安定化処理の高速化を題材として― (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 猛，松本 洋平，稲川 学，大津 金光，横田 隆史
  • 学会等名: 2015年並列／分散／協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ （SWoPP別府2015）
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2015-08-04
• [学会発表] An Android Cluster System Capable of Dynamic Node Reconfiguration (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sawada, Yusuke Arai, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota, Takeshi Ohkawa
  • 学会等名: 7th International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN 2015)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] FPGA SoCを用いた画像処理ハードウェアのROS準拠コンポーネント化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山科 和史，大川 猛，大津 金光、横田 隆史
  • 学会等名: リコンフィギャラブルシステム研究会（RECONF）
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-06-19
• [備考] http://aquila.is.utsunomiya-u.ac.jp/~kim/