| 研究課題/領域番号 |
19K11991
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
南里 豪志 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (70284578)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | NVDIMM / 通信 / 大規模並列計算 / 不揮発性メモリ / 通信ライブラリ / 並列計算 / 高性能計算 / 高性能通信 / 非同期通信 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DIMMスロットに装着可能な不揮発性メモリNVDIMMは、DRAMより省電力かつ安価で大容量化が容易なメモリデバイスとして注目されている。本研究では、このNVDIMMを通信ライブラリ内部のバッファ領域として用いる通信レイヤを開発する。これにより、大規模並列計算機での非ブロッキング一対一通信による通信隠蔽が可能となるため、並列アプリケーションのスケーラビリティ向上が期待できる。また、DRAM上バッファとNVDIMM上バッファを、通信頻度等の実行時の状況に応じて切り替えることにより、1～10μ秒と予想されているNVDIMMの遅延時間による性能への影響の軽減を図る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、大規模並列計算環境において長メッセージの通信を隠蔽可能とするスケーラブルな非同期通信レイヤHyBuf-MPを実装し、その実用性を検証した。この通信レイヤの特徴は、通信隠蔽に必要なEagerプロトコルのバッファ領域として、DRAMだけでなくNVDIMMも利用可能とすることで、通信用のDRAMの消費を最小限に抑えつつ、長メッセージの通信隠蔽を実現できる点である。本研究の成果として、研究計画時の予想の通り、InfiniBandの通信遅延とNVDIMMのアクセス遅延が同程度であることから、これらを組み合わせた通信バッファが、DRAMの節約と通信隠蔽に効果的であることが確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
NVDIMMは、高速性と大容量を兼ね備えた新しい記憶デバイスであり、これを応用した新しいソフトウェア技術の開発が求められている。本研究では、従来DRAM上に実装していた通信バッファをこのNVDIMM上に構築し、十分実用的な性能が得られることを確認した。これにより、通信性能を落とすことなく、大規模並列計算で問題になっていた通信バッファによるDRAMの消費を大幅に削減できる。そのため、本研究の成果は、今後の計算科学やデータ科学におけるプログラムのスケーラビリティ向上に大きく貢献するものである。
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