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グラフ探索アプリケーションの大規模並列環境での高性能化に向けた並列言語の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00099
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 ソフトウェア
研究機関京都橘大学 (2021)
京都大学 (2017-2020)

研究代表者

平石 拓  京都橘大学, 工学部, 専任講師 (60528222)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードプログラミング言語 / 並列・分散処理 / 高性能計算 / 数値計算 / データマイニング / 高性能計算アプリケーション / 知識発見とデータマイニング / 探索・論理・推論アルゴリズム
研究成果の概要

実用的なグラフアプリケーションを分散環境で性能向上させるための並列言語に関する研究を,提案しているタスク並列言語Tascellの改善およびそれを用いたアプリケーションプログラムの実装という形で行った.言語処理系の改善としては主に,タスクワーカへの割当て戦略(スティール先の選択戦略)の改善や,(MPIによる)計算ノード間の通信機構の実装の改善などを行った.このように改良されたTascellを用いて,主にグラフマイニングと上記の階層型行列生成計算を対象とし,実装方式や性能パラメータのチューニングなども行い,最終的にスパコン等の分散環境上で優れた性能を実現することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で対象としている,ワーカ間の知識共有を伴う実用的なグラフ探索・生成アルゴリズムの分散環境での高性能並列化の例は世界的にも少なく,そのような目標を見据えた並列言語のワークスティール戦略や知識共有支援機能の研究は,スーパーコンピュータ等の高性能計算環境の応用範囲を広げる意味でも有意義なものである.たとえば,階層型行列の生成処理は既存の実装では効率良い並列化が困難であったものを,本研究で並列化に成功したものである.本研究で開発したアプリケーション以外にも,SATソルバ,ソーシャルネットワークの分析,ゲーム木探索等の応用が考えられる.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Work-stealing Strategies That Consider Work Amount and Hierarchy2021

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Nakashima, Masahiro Yasugi, Hiroshi Yoritaka, Tasuku Hiraishi, Seiji Umatani
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 29 号: 0 ページ: 478-489

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.29.478

    • NAID

      130008065250

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Extensionally Equivalence-ensured Language for Task Parallel Processing with Backtracking-based Load Balancing2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Abe, Tasuku Hiraishi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 29 号: 0 ページ: 434-448

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.29.434

    • NAID

      130008052720

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HOPE: A Parallel Execution Model Based on Hierarchical Omission2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yasugi, Daisuke Muraoka, Tasuku Hiraishi, Seiji Umatani, Kento Emoto
    • 雑誌名

      ICPP 2019: Proceedings of the 48th International Conference on Parallel Processing

      巻: Article 77 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1145/3337821.3337899

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parallelization of Matrix Partitioning in Construction of Hierarchical Matrices using Task Parallel Languages2019

    • 著者名/発表者名
      Bai Zhengyang、Hiraishi Tasuku、Nakashima Hiroshi、Ida Akihiro、Yasugi Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 27 号: 0 ページ: 840-851

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.27.840

    • NAID

      130007762324

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluating Portable Mechanisms for Legitimate Execution Stack Access with a Scheme Interpreter in an Extended SC Language2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yasugi, Reichi Ikeuchi, Tasuku Hiraishi, Tsuyeyasu Komiya
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 27 号: 0 ページ: 177-189

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.27.177

    • NAID

      130007594656

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probabilistic guards: A mechanism for increasing the granularity of work-stealing programs2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoritaka, Ken Matsui, Masahiro Yasugi, Tasuku Hiraishi, Seiji Umatani
    • 雑誌名

      Parallel Computing

      巻: 82 ページ: 19-36

    • DOI

      10.1016/j.parco.2018.06.003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 計算状態操作機構を備えたS式ベースJava言語の変換に基づく実装に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      西田 知広,八杉 昌宏,平石 拓,小出 洋
    • 学会等名
      情報処理学会第138回プログラミング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Parallelization of Matrix Partitioning in Hierarchical Matrix Construction Using Node-aware Work Stealing2022

    • 著者名/発表者名
      白 正陽,平石 拓,伊田 明弘,八杉 昌宏
    • 学会等名
      情報処理学会第138回プログラミング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レベル付き持続型例外処理機構の設計2021

    • 著者名/発表者名
      八杉 昌宏,江本 健斗,平石 拓
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第38回大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] UTSベンチマークを用いた階層的計算省略に基づく並列実行モデルの性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      志岐 優介,八杉 昌宏,平石 拓
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2021) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Copy Reduction and Latency Hiding for MPI-Based Implementations of the Tascell Task-Parallel Language2021

    • 著者名/発表者名
      蔡 皇誠,平石 拓,中島 浩,八杉 昌宏
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2021) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 移植性に優れた計算状態操作機構を用いた並列言語処理系の性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      竹内 千裕,八杉 昌宏,平石 拓
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2021) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] out-of-core行列積とタスク並列言語Tascellによる並列化の評価2021

    • 著者名/発表者名
      上中野 寛太,八杉 昌宏,平石 拓
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2021) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Work-Stealing Strategies That Consider Work Amount and Hierarchy2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋 隆介,八杉 昌宏,寄高 啓司,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      第132回プログラミング研究会 (PRO-2020-4)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluating Implementations of First-class Continuations for a Scheme Interpreter in an Extended SC Language2020

    • 著者名/発表者名
      Daiki Bise, Masahiro Yasugi, Tasuku Hiraishi, Tsuyeyasu Komiya
    • 学会等名
      18th Asian Symposium on Programming Languages and Systems (APLAS 2020), Online poster presentation
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Extensionally Equivalence-ensured Language for Task Parallel Processing with Backtracking-based Load Balancing2020

    • 著者名/発表者名
      安部 達也,平石 拓
    • 学会等名
      第131回プログラミング研究会 (PRO-2020-3)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 実環境向け並列言語実装技法の仮想環境における有効性の調査2020

    • 著者名/発表者名
      與田 拓磨,八杉 昌宏,平石 拓,光来 健一
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第37回大会 (JSSST2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 分散メモリ環境における階層性と仕事量を考慮したワークスティール戦略2020

    • 著者名/発表者名
      中嶋 隆介,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第37回大会 (JSSST2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] HOPE: 階層的計算省略に基づく耐障害性を備えた並列実行モデル2020

    • 著者名/発表者名
      八杉 昌宏,村岡 大輔,平石 拓,馬谷 誠二,江本 健斗
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第37回大会 (JSSST2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] HOPE: A Parallel Execution Model Based on Hierarchical Omission2020

    • 著者名/発表者名
      八杉 昌宏,村岡 大輔,平石 拓,馬谷 誠二,江本 健斗
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2020) カテゴリ2
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 並列言語Tascellのタスク定義自動生成による記述性向上2020

    • 著者名/発表者名
      山口 左近,平石 拓,中島 浩,八杉 昌宏
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2020) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Implementing the Tascell Task-Parallel Language Tascell Using Multithreaded MPI2020

    • 著者名/発表者名
      Daiki Kojima, Tasuku Hiraishi, Hiroshi Nakashima, Masahiro Yasugi
    • 学会等名
      International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPC Asia 2020), Poster presentation
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extending a Work-Stealing Framework with Priorities and Weights2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Nakashima, Hiroshi Yoritaka, Masahiro Yasugi, Tasuku Hiraishi, Seiji Umatani
    • 学会等名
      9th Workshop on Irregular Applications: Architectures and Algorithms IA3 2019 (SC19 workshop)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Partitioning of Hierarchical Matrices using Task Parallel Languages2019

    • 著者名/発表者名
      Zhengyang Bai, Tasuku Hiraishi, Hiroshi Nakashima, Akihiro Ida, Masahiro Yasugi
    • 学会等名
      The 48th International Conference on Parallel Processing (ICPP 2019), Poster presentation
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 汎用送受信に対応したHOPEコンパイラの研究2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 孝太,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ (SWoPP2019):第125回プログラミング研究会 (PRO-2019-2)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ワーカの重要度を考慮した並列実行フレームワークの障害耐性評価手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      西牟禮 亮,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ (SWoPP2019):第125回プログラミング研究会 (PRO-2019-2)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallelization of Matrix Partitioning in Construction of Hierarchical Matrices using Task Parallel Languages2019

    • 著者名/発表者名
      Zhengyang Bai, Tasuku Hiraishi, Hiroshi Nakashima, Akihiro Ida, Masahiro Yasugi
    • 学会等名
      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallelization of Matrix Partitioning in Construction of Hierarchical Matrices using Task Parallel Languages2019

    • 著者名/発表者名
      Zhengyang Bai, Tasuku Hiraishi, Hiroshi Nakashima, Masahiro Yasugi, Akihiro Ida
    • 学会等名
      情報処理学会第122回プログラミング研究会(PRO-2018-4)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分割統治型総和の部分的計算結果を効率よく利用する方式の研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐多 育斗,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      情報処理学会第121回プログラミング研究会(PRO-2018-3)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張SC言語で記述したSchemeインタプリタによる移植性に優れた計算状態操作機構の評価2018

    • 著者名/発表者名
      八杉 昌宏,池内 嶺知,平石 拓,小宮 常康
    • 学会等名
      並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ (SWoPP2018):情報処理学会第120回プログラミング研究会 (PRO-2018-2)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic Load Balancing for Construction and Arithmetic of Hierarchical Matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hiraishi
    • 学会等名
      SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (SIAM PP18)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 拡張SC言語で記述したSchemeインタプリタによる計算状態操作機構の評価2018

    • 著者名/発表者名
      八杉 昌宏,池内 嶺知,平石 拓,小宮 常康,重本 孝太
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2018) カテゴリ1
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 階層型行列の区分け決定処理のCilk Plusによる並列化2018

    • 著者名/発表者名
      白 正陽,平石 拓,伊田 明弘,中島 浩
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2018) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 並列分散フレームワークの耐障害性評価のための通信障害模擬機能2018

    • 著者名/発表者名
      西牟禮 亮,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会プログラミング論研究会第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2018) カテゴリ3
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タスク並列言語におけるノード間通信の実装方式の検討2018

    • 著者名/発表者名
      平石 拓,村岡 大輔,八杉 昌宏
    • 学会等名
      第59回プログラミング・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 仮想環境を考慮した要求駆動型負荷分散2017

    • 著者名/発表者名
      良本 海,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第34回大会 (JSSST2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分散環境での並列グラフマイニングにおけるタスク中断処理による冗長探索削減2017

    • 著者名/発表者名
      奥野 伸吾,平石 拓,中島 浩,八杉 昌宏,瀬々 潤
    • 学会等名
      並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ (SWoPP2017):第115回プログラミング研究会 (PRO-2017-2)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] HOPEコンパイラのプロトタイプ実装2017

    • 著者名/発表者名
      重本 孝太,八杉 昌宏,平石 拓,馬谷 誠二
    • 学会等名
      並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ (SWoPP2017):第115回プログラミング研究会 (PRO-2017-2)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [備考] Tascell (GitHub)

    • URL

      https://github.com/tascell/sc-tascell

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Tascell

    • URL

      https://github.com/tascell/sc-tascell

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Tascell

    • URL

      http://super.para.media.kyoto-u.ac.jp/tascell/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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