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自らを進化させ未知の計算環境に適応するソフトウェア自動チューニング機構方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K12033
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 高性能計算
研究機関東京大学

研究代表者

須田 礼仁  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (40251392)

研究分担者 滝沢 寛之  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (70323996)
連携研究者 八杉 昌宏  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30273759)
研究協力者 片桐 孝洋  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (40345434)
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 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード自動チューニング / 高性能計算 / コード変換 / 最適化 / 機械学習 / 動的負荷分散 / プログラミング言語 / 事後機能付加 / 疎行列計算 / 可変性の発見
研究成果の概要

自動チューニングは、ソフトウェアにあらかじめ可変性を仕込み、この可変性をソフトウェア自身に調整させて、様々な計算環境で良好な実行性能を目指す。本研究では、既存のプログラムに対して、事後的に可変性と調整機能を組み込むことにより、新しい計算環境や新しい高性能手法が登場しても、それを既存のプログラムに組込み自動チューニングができる仕組みを目指して研究した。
我々はチームメンバーが開発してきた Xevolverというコード変換システムを活用することで、自動チューニングを想定していないプログラムに可変性と自動チューニング機構を組み込む手法を明らかにした。ただし原プログラムの分析の必要性が明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Communication-Avoiding CG Method: New Direction of Krylov Subspace Methods towards Exa-scale Computing2016

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda, Cong Li, Daichi Watanabe, Yosuke Kumagai, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所 講究録

      巻: 1995 ページ: 102-111

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Online Autotuning of Parameters of GA-BiCG2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yamamoto, Yushi Qiu, Masaharu Matsumoto, Reiji Suda
    • 学会等名
      2018 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Use of Code Structural Features for Machine Learning to Predict Effective Optimization2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kawarabatake, Mulya Agung, Kazuhiko Komatsu, Ryusuke Egawa, and Hiroyuki Takizawa
    • 学会等名
      The Thirteenth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT 2018) / IPDPS 2018 (accepted)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Auto-tuning of Hyperparameters of Machine Learning Models2018

    • 著者名/発表者名
      Zhen Wang, Ryusuke Egawa, Reiji Suda, and Hiroyuki Takizawa
    • 学会等名
      HPC Asia 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Auto-tuning of Preconditioner Selection for Sparse Iterative Solvers --- Adaptation of Deep Learning and its Limitations2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      2018 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of Math Library for Multi-Parameter Autotuning2017

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda
    • 学会等名
      2017 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Embedded-DSL-like code generation and optimization of Bayesian estimation routines with user-defined source-to-source code transformation framework Xevolver2017

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda
    • 学会等名
      International Workshop on Legacy HPC Application Migration (LHAM'17) / CANDAR'17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合的自動チューニングのための数理ライブラリの構築2017

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムに基づく疎行列解法のパラメタに関するオンライン自動チューニング2017

    • 著者名/発表者名
      山本堅太郎、松本正晴、須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会 第159回 HPC 研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 優先度ならびに重みを用いたワークスティールフレームワークの性能改善2017

    • 著者名/発表者名
      寄高啓司, 八杉昌宏, 平石拓, 馬谷誠二
    • 学会等名
      The 1st. cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習によるコード最適化の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之, 崔航, 平澤将一
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] データサイエンス支援サービスとAIを利用した自動チューニング研究2017

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋
    • 学会等名
      VINAS Users Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングによるカラー画像を用いた疎行列反復解法ライブラリの自動チューニング2017

    • 著者名/発表者名
      山田賢也、片桐孝洋
    • 学会等名
      NVIDIA GPU Technical Conference in Japan 2017 (GTC Japan 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A code selection mechanism using deep learning2016

    • 著者名/発表者名
      Cui Hang, Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa, and Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      IEEE 10th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC-16)
    • 発表場所
      リヨン(フランス)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次元積層技術による高メモリバンド幅時代の自動チューニング~FDMコードを例にして~2016

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋、松本正晴、大島 聡史
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野県松本市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般化菱形行列冪カーネルのための領域分割アルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野県松本市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 複合的自動チューニングのための数理とソフトウェア2016

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Auto-Tuning of Hierarchical Computations with ppOpen-AT2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto, Satoshi Ohshima
    • 学会等名
      SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-automatic construction of performance modeling software for autotuning2016

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda
    • 学会等名
      Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT2016)
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Auto-tuning in Era of Post Moore2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT2016)
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary Evaluations of Probabilistic Guards for a Work-Stealing Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoritaka, Ken Matsui, Masahiro Yasugi, Tasuku Hiraishi, Seiji Umatani
    • 学会等名
      2nd Annual Meeting on Advanced Computing System and Infrastructure (ACSI2016)
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Extending a Work-Stealing Framework with Probabilistic Guards2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoritaka, Ken Matsui, Masahiro Yasugi, Tasuku Hiraishi, Seiji Umatani
    • 学会等名
      Ninth International Workshop on Parallel Programming Models and Systems Software for High-End Computing P2S2 2016
    • 発表場所
      フィラデルフィア(米国)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合的・階層的な自動チューニングを実現する数値基盤手法の研究とライブラリの開発2015

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      第7回 自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-12-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ppOpen-HPCコードを自動チューニングする言語ppOpen-ATの現状と新展開2015

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋
    • 学会等名
      第7回 自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-12-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ppOpen-ATによる静的コード生成で実現する自動チューニング方式の評価2015

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋、松本正晴、大島聡史
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年度年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] SCG-AT:静的コード生成のみによる自動チューニング実現方式2015

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋、松本正晴、大島聡史
    • 学会等名
      第150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
      別府国際コンベンションセンター(大分県別府市)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Workshop on Automatic Performance Tuning2016

    • 発表場所
      シカゴ(米国)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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