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複素母関数の多倍長精度計算に基づく組み合わせ最適化新解法の並列化

研究課題

研究課題/領域番号 17K00171
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 高性能計算
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2017-2021)

研究代表者

藤本 典幸  大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 教授 (90294165)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード高性能計算 / 組み合わせ最適化 / アルゴリズム / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 応用数学
研究成果の概要

組み合わせ最適化問題の部分和問題を対象に,最適解を擬似多項式時間および多項式空間で厳密に求める新しい手法(研究代表者が提案した逐次アルゴリズム)を年々コア数の増加により性能が向上しているマルチコアCPUや,現在注目されており将来も有望な並列計算プラットフォームであるGPUを用いて並列実行する実装を開発した.また複数GPUを用いた並列実装の開発を容易にするため,多倍長乗算を行列積に帰着して実行する実装を試作した.多倍長乗算を行列積へと帰着することにより,GPUベンダー等が提供する行列積の(複数GPU対応の)並列実装を利用して多倍長乗算を高速に並列実行できるようになる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者が2016年12月に発表した,NP困難な組み合わせ最適化問題の部分和問題とナップサック問題を対象に最適解を擬似多項式時間および多項式空間で厳密に求める新しい手法(逐次アルゴリズム)を,年々コア数の増加により性能が向上しているマルチコアCPUや,現在注目されており将来も有望な並列計算プラットフォームであるGPUを用いた並列処理により高速化することにより,部分和問題を現実的なメモリ消費量と許容できる計算時間で解けるようにしたこと.

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 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

    (44件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] 整数行列積を用いた多倍長整数乗算のGPU並列化とその評価2023

    • 著者名/発表者名
      近藤伊士利, 藤本典幸
    • 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(HPC)

      巻: 2023-HPC-188 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 全点対最短経路問題を解くSeidelのアルゴリズムのTensor Coreを用いたCUDA実装2022

    • 著者名/発表者名
      竹内 祐哉,藤本 典幸
    • 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(HPC)

      巻: 2022-HPC-183 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Solving QUBO with GPU Parallel MOPSO2021

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Fujimoto, Kouki Nanai
    • 雑誌名

      Proc. of the Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO) Companion

      巻: なし ページ: 1788-1794

    • DOI

      10.1145/3449726.3463208

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient GPU-Implementation for Integer Sorting Based on Histogram and Prefix-Sums2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kozakai, Noriyuki Fujimoto, Koichi Wada
    • 雑誌名

      Proc. of the 50th International Conference on Parallel Processing (ICPP)

      巻: なし ページ: 1-11

    • DOI

      10.1145/3472456.3472486

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小さい定数個の単精度行列への分割を用いた尾崎スキームによる倍精度行列乗算のゲーミング用GPU上での評価2021

    • 著者名/発表者名
      七井 香樹、藤本 典幸
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS)

      巻: 14 ページ: 1-13

    • NAID

      170000184319

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-based Parallel Multi-objective Particle Swarm Optimization for Large Swarms and High Dimensional Problems2020

    • 著者名/発表者名
      Md Maruf Hussain, Noriyuki Fujimoto
    • 雑誌名

      Parallel Computing

      巻: 92 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1016/j.parco.2019.102589

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 階層的クラスタリングを用いた時系列データの分割2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 勝稔, 馬野 元秀, 藤本 典幸
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 31 号: 3 ページ: 731-738

    • DOI

      10.3156/jsoft.31.3_731

    • NAID

      130007663799

    • 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] Parallel Multi-Objective Particle Swarm Optimization for Large Swarm and High Dimensional Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Hussain Md. Maruf、Fujimoto Noriyuki
    • 雑誌名

      Proc. the 2018 IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE CEC 2018)

      巻: - ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/cec.2018.8477848

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 階層的クラスタリングを用いた時系列データの分割手法のオンライン環境への適用2018

    • 著者名/発表者名
      伊瀬顕史、高橋勝稔、馬野元秀、藤本典幸
    • 雑誌名

      日本知能情報ファジィ学会第34回ファジィシステムシンポジウム

      巻: - ページ: 565-570

    • NAID

      130007554375

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Some Torus-embedded Graphs with Regular Structure Have the Minimum Diameter and the Minimum Average Shortest Path Length2018

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Fujimoto、Hiroyuki Kobayashi
    • 雑誌名

      Proc. 2018 IEEE Region 10 Conference (IEEE TENCON 2018)

      巻: - ページ: 2264-2269

    • DOI

      10.1109/tencon.2018.8650461

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partition of Time Series Using Hierarchical Clustering2018

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Takahashi、Motohide Umano、Noriyuki Fujimoto
    • 雑誌名

      Proc. Joint 11th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS-ISIS)

      巻: - ページ: 843-848

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Pseudorandom Number Generators on the Standard Particle Swarm Optimization on a GPU2018

    • 著者名/発表者名
      Hussain Md. Maruf、Fujimoto Noriyuki
    • 雑誌名

      Proc. the 2018 International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI'18)

      巻: - ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Multi-objective Particle Swarm Optimization for Large Swarm and High Dimensional Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Maruf Hussain, Noriyuki Fujimoto
    • 雑誌名

      procs. of the 2018 IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE CEC 2018)

      巻: なし ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning of Fuzzy Rules with a Real-coded Genetic Algorithm in Car Racing Game2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ise, Motohide Umano, Noriyuki Fujimoto
    • 雑誌名

      procs. of Joint 17th World Congress of International Fuzzy Systems Association and 9th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems (IFSA-SCIS)

      巻: なし ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/ifsa-scis.2017.8023267

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 階層的クラスタリングを用いた時系列データの分割: ヒープを用いた一括クラスタリング2017

    • 著者名/発表者名
      高橋勝稔,馬野元秀,藤吉誠,藤本典幸
    • 雑誌名

      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS2017)講演論文集

      巻: なし ページ: 1-6

    • NAID

      130007614974

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 忘却型ファジィ・ニューラルネットワークを用いた時系列データの異常検知2017

    • 著者名/発表者名
      高橋勝稔,塩澤大輝,馬野元秀,藤本典幸,藤吉誠
    • 雑誌名

      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS2017)講演論文集

      巻: なし ページ: 1-6

    • NAID

      130007612103

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 実数値追跡問題における通信機能を持つエージェントの学習2017

    • 著者名/発表者名
      二本松立朗,馬野元秀,藤本典幸
    • 雑誌名

      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS2017)講演論文集

      巻: なし ページ: 1-6

    • NAID

      130007611412

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 多倍長演算ライブラリMPIR 互換のCUDA ライブラリの実装について2017

    • 著者名/発表者名
      藤田崚太,藤本典幸,澤田幸一郎,紫垣賢人,川口大輔
    • 雑誌名

      第13回情報科学ワークショップ予稿集

      巻: なし ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CUDAを用いた多倍長除算と多倍長平方根演算の実装について2017

    • 著者名/発表者名
      川口大輔,藤田崚太,藤本典幸
    • 雑誌名

      第13回情報科学ワークショップ予稿集

      巻: なし ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CUDAを用いた多倍長加減算の実装について2017

    • 著者名/発表者名
      紫垣賢人,藤本典幸
    • 雑誌名

      第13回情報科学ワークショップ予稿集

      巻: なし ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CUDAを用いた多倍長乗算の実装について2017

    • 著者名/発表者名
      澤田幸一郎,藤本典幸,和田幸一
    • 雑誌名

      第13回情報科学ワークショップ予稿集

      巻: なし ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 整数行列積を用いた多倍長整数乗算のGPU並列化とその評価2023

    • 著者名/発表者名
      近藤伊士利, 藤本典幸
    • 学会等名
      情報処理学会第188回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 全点対最短経路問題を解くSeidelのアルゴリズムのTensor Coreを用いたCUDA実装2022

    • 著者名/発表者名
      竹内 祐哉,藤本 典幸
    • 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(HPC)研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Solving QUBO with GPU Parallel MOPSO2021

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Fujimoto, Kouki Nanai
    • 学会等名
      ACM Workshop on Parallel and Distributed Evolutionary Inspired Methods (PDEIM)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient GPU-Implementation for Integer Sorting Based on Histogram and Prefix-Sums2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kozakai, Noriyuki Fujimoto, Koichi Wada
    • 学会等名
      the 50th International Conference on Parallel Processing (ICPP)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integer sortings algorithms suitable for GPU-implementation2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kozakai, Noriyuki Fujimoto, Koichi Wada
    • 学会等名
      第17回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MOPSOを用いたQUBO解法のGPU実装の改善2021

    • 著者名/発表者名
      七井 香樹,藤本 典幸
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲーミングGPUの単精度演算器を用いた倍精度行列積の近似計算2020

    • 著者名/発表者名
      七井 香樹、藤本 典幸
    • 学会等名
      第16回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒストグラムと接頭辞和計算に基づく整数ソーティングのためのGPUによる効率的な実装2020

    • 著者名/発表者名
      小堺 海叶、藤本 典幸、和田幸一
    • 学会等名
      第16回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient GPU-Implementation for Integer Sorting Based on Histogram and Prefix-Sums2020

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kozakai、Noriyuki Fujimoto、Koichi Wada
    • 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(HPC)研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallel Multi-Objective Particle Swarm Optimization for Large Swarm and High Dimensional Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Hussain Md. Maruf、Fujimoto Noriyuki
    • 学会等名
      the 2018 IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE CEC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層的クラスタリングを用いた時系列データの分割手法のオンライン環境への適用2018

    • 著者名/発表者名
      伊瀬顕史、高橋勝稔、馬野元秀、藤本典幸
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会第34回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Some Torus-embedded Graphs with Regular Structure Have the Minimum Diameter and the Minimum Average Shortest Path Length2018

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Fujimoto、Hiroyuki Kobayashi
    • 学会等名
      2018 IEEE Region 10 Conference (IEEE TENCON 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partition of Time Series Using Hierarchical Clustering2018

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Takahashi、Motohide Umano、Noriyuki Fujimoto
    • 学会等名
      Joint 11th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS-ISIS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of the Pseudorandom Number Generators on the Standard Particle Swarm Optimization on a GPU2018

    • 著者名/発表者名
      Hussain Md. Maruf、Fujimoto Noriyuki
    • 学会等名
      the 2018 International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI'18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallel Multi-objective Particle Swarm Optimization for Large Swarm and High Dimensional Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Maruf Hussain, Noriyuki Fujimoto
    • 学会等名
      the 2018 IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE CEC 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Tuning of Fuzzy Rules with a Real-coded Genetic Algorithm in Car Racing Game2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ise, Motohide Umano, Noriyuki Fujimoto
    • 学会等名
      Joint 17th World Congress of International Fuzzy Systems Association and 9th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems (IFSA-SCIS)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層的クラスタリングを用いた時系列データの分割: ヒープを用いた一括クラスタリング2017

    • 著者名/発表者名
      高橋勝稔,馬野元秀,藤吉誠,藤本典幸
    • 学会等名
      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 忘却型ファジィ・ニューラルネットワークを用いた時系列データの異常検知2017

    • 著者名/発表者名
      高橋勝稔,塩澤大輝,馬野元秀,藤本典幸,藤吉誠
    • 学会等名
      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 実数値追跡問題における通信機能を持つエージェントの学習2017

    • 著者名/発表者名
      二本松立朗,馬野元秀,藤本典幸
    • 学会等名
      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多倍長演算ライブラリMPIR 互換のCUDA ライブラリの実装について2017

    • 著者名/発表者名
      藤田崚太,藤本典幸,澤田幸一郎,紫垣賢人,川口大輔
    • 学会等名
      第13回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CUDAを用いた多倍長除算と多倍長平方根演算の実装について2017

    • 著者名/発表者名
      川口大輔,藤田崚太,藤本典幸
    • 学会等名
      第13回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CUDAを用いた多倍長加減算の実装について2017

    • 著者名/発表者名
      紫垣賢人,藤本典幸
    • 学会等名
      第13回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CUDAを用いた多倍長乗算の実装について2017

    • 著者名/発表者名
      澤田幸一郎,藤本典幸,和田幸一
    • 学会等名
      第13回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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