| 研究課題/領域番号 |
19K11989
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60090:高性能計算関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
高橋 大介 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (00292714)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | エクサスケールシステム / 高速フーリエ変換 / 数論変換 / メニーコアプロセッサ / SIMD化 / 並列化 / GPU / 最適化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高速フーリエ変換（fast Fourier transform、以下FFT）は、科学技術計算において今日広く用いられているアルゴリズムである。今後の技術動向から2021～2022年度にはエクサフロップスを超える性能を持つ次世代のスーパーコンピュータが出現すると予想されている。本研究では、エクサスケールシステムにおけるFFTアルゴリズムを実現すると共に、メニーコアプロセッサやGPUを搭載した超並列クラスタにおいて性能評価を行うことにより、エクサスケールシステムに適したアルゴリズム及び最適化手法を見出すことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
単体のメニーコアプロセッサにおいてSIMD命令を有効活用する高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform、以下FFT）アルゴリズムの実装を行った。また、二次元分割を用いた並列三次元FFTにおいて演算と通信をオーバーラップした実装と評価をメニーコア超並列クラスタ上で行った。さらに、複素数上の離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform）を環や体上に一般化した数論変換（Number-Theoretic Transform）の並列化および性能評価を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エクサスケールシステムにおけるFFTアルゴリズムを実現するとともに、メニーコアプロセッサやGPUを搭載した超並列クラスタにおいて性能評価を行うことにより、エクサスケールシステムに適したアルゴリズム及び最適化手法を見出すことができた。
今後エクサスケール計算環境でFFTを用いた科学技術計算が行われる際に、計算時間を短縮することができるものと期待される。
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