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HPCの視点に基づくテンソル分解アルゴリズムの高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 18K18058
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60090:高性能計算関連
研究機関北海道大学

研究代表者

深谷 猛  北海道大学, 情報基盤センター, 助教 (30633846)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードテンソル分解 / 線形計算 / 並列計算 / 高性能計算 / 線形計算アルゴリズム
研究成果の概要

本研究では、データサイエンス等の基盤技術の一つであるテンソル分解の計算手法の高性能化を目的として、従来の数理的な視点に加えて、高性能計算(HPC)の視点から最新の計算機の特徴を考慮することで、より効率的な計算手法の構築を試みた。具体的な成果としては、代表的なテンソル分解計算の主要部に対して、条件に応じて適切な実装方法を選択することで計算を高速化することが可能であることを示した。また、テンソル分解と関連の深い行列計算に対して、既存手法よりも効率的な計算手法を新たに提案し、その有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、様々な分野での活用が期待されているデータサイエンスの基盤技術の一つであるテンソル分解の高性能化を目的とした研究を行った。また、計算機の複雑化・多様化により、数理とHPCの両方の視点が効率的な計算の実現に不可欠であり、本研究を通して、その重要性を示すことができた。国内のHPC分野におけるテンソル分解の研究事例が乏しかったので、本研究をきっかけとして、今後、様々な研究が展開されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 縦長行列のQR分解に対する各種アルゴリズムの比較:Oakforest-PACS上での性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      深谷 猛
    • 雑誌名

      東京大学情報基盤センター スーパーコンピューティングニュース

      巻: 22 ページ: 28-39

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shifted Cholesky QR for Computing the QR Factorization of Ill-Conditioned Matrices2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Ramaseshan Kannan, Yuji Nakatsukasa, Yusaku Yamamoto, Yuka Yanagisawa
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Scientific Computing

      巻: 42 号: 1 ページ: A477-A503

    • DOI

      10.1137/18m1218212

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] マルチコアCPU環境における密テンソル向けALS法の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      深谷猛
    • 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

      巻: 2018-HPC-167 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 縦長行列の列ピボット付きQR分解に対するコレスキーQR型アルゴリズムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      深谷 猛, 中務 佑治, 山本 有作
    • 学会等名
      日本応用数理学会2020年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Shifted CholeskyQR3 for High Performance Tall-Skinny QR Factorization2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Ramaseshan Kannan, Yuji Nakatsukasa, Yusaku Yamamoto, Yuka Yanagisawa
    • 学会等名
      2020 SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (SIAM PP20)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テンソル分解におけるMTTKRPのスレッド並列化に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      深谷 猛
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ALS法を用いた密テンソルのCP分解におけるMTTKRPの性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      深谷 猛
    • 学会等名
      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HPC視点に基づくテンソル分解アルゴリズムの高性能化2019

    • 著者名/発表者名
      深谷 猛
    • 学会等名
      第11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(ATTA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Recent progress of the Cholesky QR factorization2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya
    • 学会等名
      2019 Mini-Workshop on Computational Science (MWCS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shifted Cholesky QR algorithm for computing the QR factorization of ill-conditioned matrices2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Ramaseshan Kannan, Yuji Nakatsukasa, Yusaku Yamamoto, Yuka Yanagisawa
    • 学会等名
      2019 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High performance QR factorization of ill-conditioned matrices based on the Cholesky QR algorithm2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Ramaseshan Kannan, Yuji Nakatsukasa, Yusaku Yamamoto, Yuka Yanagisawa
    • 学会等名
      2019 SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE19)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 密テンソルに対するALS法の実装方法に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      深谷猛
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] An overview of various algorithms for computing tall-skinny QR factorization2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Yusaku Yamamoto
    • 学会等名
      he 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology (JSST2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of the Shifted Cholesky QR Algorithm for Ill-Conditioned Matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Ramaseshan Kannan, Yuji Nakatsukasa, Yusaku Yamamoto, Yuka Yanagisawa
    • 学会等名
      SC’18: The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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