| 研究課題/領域番号 |
22K11958
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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60040:計算機システム関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2023)
慶應義塾大学 (2022) |
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研究代表者 |
和 遠 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 研究員 (90884685)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 大規模コンピューターシステム / 製造上のばらつき / 不均一性 / パワーウォール / 電力効率 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大規模コンピューターシステムでは、パワーウォール問題のために限られた消費電力を効果的に活用することが重要な課題となっている。製造上のばらつきは深刻化しているため、システム内部のコンポーネントの電力効率の不均一性につながり、電力に制約のある環境では、性能と消費電力に大きな影響を与える。従来、この問題は、コンポーネントをキャリブレーションし、スケジューリングが不均一性を考慮して行う。しかし、スケジューリング・アルゴリズムの複雑さを増大させ、性能と消費電力のトレードオフを考慮する必要がある。本研究では、将来のシステムにおいて、限られた電力予算と増加する不均一性中、より高い性能と電力効率が実現する。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、大規模コンピュータ・システムにおけるハードウェア・コンポーネントの製造ばらつきや不均一性の問題を緩和するために、二つの具体的な提案を実施した。二つの提案について実験が行われ、結果の収集と分析が行われている。概要としては、以下の成果が得られた：
一、ソーティングされた組立により、製造ばらつきがある大規模コンピュータ・システムでも電力削減が可能であることが判明した。電力供給が十分でシステム負荷が低い場合、消費電力は削減できることが確認された。
二、また、ソーティングされた組立の場合、製造のばらつきがある大規模コンピュータ・システムでも性能が改善される可能性があることが分かった。電力供給の制約がある場合、ソーティングされた組立では、より高品質なコンポーネントを持つノードを利用しやすくなった。
三、電力供給が制限されている場合、ソーティングされた組立により、さらに多くのノードに電力を供給できるようになり、システムのスループットと電力効率の両方が向上した。特定の性能を目指す場合、より高品質なノードを使用した方が消費電力が抑えられる。
四、電池などの蓄電デバイスは、大規模コンピュータ・システムの製造ばらつきを隠すのに非常に効果的である。そして、製造ばらつきの影響を隠すために引き換えられるのが、電池の寿命である。したがって、この提案が利用される場合、効率的な電池管理手法と電池供給電力の適正な比率を検討することが非常に重要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定の研究計画に沿って、ノードの組立と配置、蓄電デバイスの使用という二つの提案については、既に有効な実験が実施可能であり、結果は論文発表に向けて整理中である。以上の理由により、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度には、前述した二つの提案に基づき、さらに研究を進める予定である。
一、ソーティングされた組立提案の実験結果は、論文発表に向けて整理中である。また、更に効果やオーバヘッドを明らかにするために、追加調査も実施される可能性がある。
二、ノード間の電力消費の差を補うために蓄電デバイスを使用し、実行時に不均一性を隠すことで問題を解決する実験については、現在準備中である。その後、論文を発表するために実験を行う予定である。本提案では、製造ばらつきを隠すために電池の寿命と充電のオーバーヘッドを検証し、電池供給電力の比率をパラメータとしてテストする予定である。
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