高速相互通信機能を持つ並列アクセラレータによる大規模離散探索問題高速化の研究

• 研究課題/領域番号: 23300014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 稲葉 真理 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (60282711)
• 連携研究者: 今井 浩 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80183010) ; 長井 歩 群馬大学, 工学部情報工学科, 助教 (70375567)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: リコンフィギャラブルシステム / 離散最適化 / ハートウェアアルゴリズム / ハードウェアアルゴリズム / ネットワーク

研究成果の概要

アクセラレータの適用範囲を大規模離散最適化問題に拡げ、効率よく最適解の分散探索を行うシステムの構築を目的とする。相互通信機能を持つ プログラマブルなハードウェア・アクセラレータとホスト・サーバを組み合わせ、アクセラレータとネットワークが融合したシステムを構築し、その上に、煩雑な通信制御を隠蔽するための、アプリケーション層とアクセラレータ層をつなぐソフトウェア層を構築し、大規模離散最適化問題を統一的に扱うフレームワークの提案・実装を行う。このFPGAベースのハードウェア・アクセラレータにより、応用範囲を実際に拡大し、制約充足問題からセレンディピティの計画的創出までの種々の課題解決を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Bayesian AutoEncoder: Generation of Bayesian Networks with Hidden Nodes for Features (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneharu Nishino and Mary Inaba
  • 雑誌名: Proceeedings of the Thirtieth AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-16) 巻: 6 ページ: 4244-4245
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-IP-Ethernet architecture for real-time sensor-fusion processing (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Hiraki, Mary Inaba, Hiroshi Tezuka, Hisanobu Tomari, Kenichi Koizumi, Shuya Kondo
  • 雑誌名: Proceedings of the High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy: Toward Big Data Instrumentation and Management conference 巻: 1 ページ: 97200D-97200D
  • DOI: 10.1117/12.2212016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Strategy to diversify search using history map in parallel solving (2016)
  • 著者名/発表者名: Moon Seongsoo, Mary Inaba
  • 雑誌名: Proceedings of the Learning and Intelligent OptimizatioN Conference (LION10) 巻: 1 ページ: 260-266
  • DOI: 10.1007/978-3-319-50349-3_21
  • ISBN: 9783319503486, 9783319503493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parametric multiroute flow and its application to multilink-attack network (2016)
  • 著者名/発表者名: Jean-Francois Baffier, Vorapong Suppakitpaisarn, Hidefumi Hiraishi and Hiroshi Imai
  • 雑誌名: Discrete Optimization 巻: 22 ページ: 20-36
  • DOI: 10.1016/j.disopt.2016.05.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feature Extraction Based on Generating Bayesian Network (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaneharu Nishino and Mary Inaba
  • 雑誌名: Procedings of the 22nd International Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2015), Lecture Notes in Computer Science 巻: 9492 ページ: 255-262
  • DOI: 10.1007/978-3-319-26561-2_31
  • NAID: 40020557897
  • ISBN: 9783319265605, 9783319265612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Implementation of Continuous Skyline Computation on a Multi-Core Processor (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Koizumi , Mary Inaba , Kei Hiraki
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th ACM-IEEE International Conference on Formal Methods and Models for System Design 巻: 1 ページ: 52-55
  • DOI: 10.1109/memcod.2015.7340468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Lower Bounds for Shortest Double-Base Number System (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Chalermsook, H. Imai, and V. Suppakitpaisarn
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 6 ページ: 1310-1312
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.1310
  • NAID: 130005071813
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Community Branching for Parallel Portfolio SAT Solvers (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sonobe, Shuya Kondoh and Mary Inaba
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conferences on Theory and Applications of Satisfiability Testing (SAT2014) 巻: 1 ページ: 188-196
  • DOI: 10.1007/978-3-319-09284-3_14
  • ISBN: 9783319092836, 9783319092843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parametric Multiroute Flow and Its Application to Robust Network with k Edge Failures. (2014)
  • 著者名/発表者名: Jean-Francois Baffier, Vorapong Suppakitpaisarn, Hidefumi Hiraishi, and Hiroshi Imai
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 8596 ページ: 26-37
  • DOI: 10.1007/978-3-319-09174-7_3
  • ISBN: 9783319091730, 9783319091747
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Worst Case Computation Time for Minimal Joint Hamming Weight Numeral System (2014)
  • 著者名/発表者名: V. Suppakitpaisarn and H. Imai
  • 雑誌名: Proceedings of the for 2014 International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA 2014) 巻: 1 ページ: 138-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parametric Multiroue Flow and Its Application to Robust Network with k Edge Failures (2014)
  • 著者名/発表者名: Jean-Francois Baffier, Vorapong Suppakitpaisarn, Hidefumi Hiraishi and Hiroshi Imai
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proximity and Motion Planning on 1-Rigid Planar Periodic Graphs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Norie Fu, Akihiro Hashikura, and Hiroshi Imai
  • 雑誌名: Transactions on Computational Science., Vol.XX, Lecture Notes in Computer Science 巻: 8110 ページ: 72-91
  • DOI: 10.1007/978-3-642-41905-8_6
  • ISBN: 9783642419041, 9783642419058
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Portfolio with Block Branching for Parallel SAT Solvers (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sonobe and Mary Inaba
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 7997 ページ: 247-252
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Performance Memory Access Scheduling using Compute-Phase Prediction and Writeback-Refresh Overlap (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ishii, Kouhei Hosokawa, Mary Inaba, and Kei Hiraki
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd JILP Workshop on Computer Architecture Competitions (JWAC-3): Memory Scheduling Championship (MSC) 巻: 1 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unified Memory Optimizing Architecture: Memory Subsystem Control with a Unified Predictor (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ishii, Mary Inaba, Kei Hiraki
  • 雑誌名: Proceeding of the 26th ACM International Conference on Supercomputing 巻: 1 ページ: 267-278
  • DOI: 10.1145/2304576.2304614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Counter Implication Restart for Parallel SAT Solvers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sonobe and Mary Inaba
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol.7219 ページ: 485-490
  • DOI: 10.1007/978-3-642-34413-8_49
  • ISBN: 9783642344121, 9783642344138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grid Spider: a Framework for Data Intensive Research with Data Process Memoization Cache (2012)
  • 著者名/発表者名: Daichi Yamada, Tomohiro Sonobe, Hiroshi Tezuka and Mary Inaba
  • 雑誌名: Proceedings of the Fourth International Conference on Resource Intensive Applications and Services 巻: ― ページ: 5-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unified Memory Optimizing Architecture: Memory Subsystem Control with a Unified Predictor (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ishii, Mary Inaba and Kei Hiraki
  • 雑誌名: Proceedings of the 26th ACM international conference on Supercomputing 巻: ― ページ: 267-278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Portfolio with Block Branching for Parallel SAT Solvers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sonobe and Mary Inaba
  • 雑誌名: Proceedings of the Learning and Intelligent Optimization Conference (LION7)（電子媒体） 巻: ―
  • 査読あり
• [雑誌論文] The performance of GRAPE-DR for dense matrix operations (2011)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Makino, Hiroshi Daisaka, Toshiyuki Fukushige, Yutaka Sugawara, Mary Inaba and Kei Hiraki
  • 雑誌名: Procedia Computer Science 巻: Vol.4 ページ: 888-897
  • DOI: 10.1016/j.procs.2011.04.094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revisiting Local History for Improving Fused Two-Level Branch Predictor (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ishii, Keisuke Kuroyanagi, Takeo Sawada, Mary Inaba and Kei Hiraki
  • 雑誌名: 2nd JILP Workshop on Computer Architecture Competitions (JWAC-2): Championship Branch Prediction 巻: ―
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bimode Cascading: Adaptive Rehashing for ITTAGE Indirect Branch Predictor (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ishii, Takeo Sawada, Keisuke Kuroyanagi, Mary Inaba and Kei Hiraki
  • 雑誌名: 2nd JILP Workshop on Computer Architecture Competitions (JWAC-2): Championship Branch Prediction 巻: ―
  • 査読あり
• [雑誌論文] Counter Implication Restart (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sonobe, Mary Inaba and Ayumu Nagai
  • 雑誌名: Proceedings of the Fourteenth International Conference on Theory and Applications of Satisfiability Testing(SAT2011)（電子媒体） 巻: ―
  • 査読あり
• [学会発表] Fast Recovery for SACK-Disabled TCP on Long-distance Fat-pipe Networks (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Koizumi, Kei Hiraki, Mary Inaba
  • 学会等名: 14th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI'17)
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会
• [学会発表] Single Stream TCP Data Transfer over Trans-Pacific 100 Gigabit Network (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Koizumi, Junichiro Shitami, Goki Honjo, Junji Tamatsukuri, Mary Inaba, Kei Hiraki
  • 学会等名: 42nd International Conference on Very Large Data Bases
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 2017-02-12
  • 国際学会
• [学会発表] 情報量最大化原理によるBayesian Network上での特徴抽出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西野兼治、稲葉真理
  • 学会等名: ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 九州工業大学, 福岡県
  • 年月日: 2017-01-28
• [学会発表] ネットワークにおける重複を許すコミュニティ抽出アルゴリズムの提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森清貴、西野兼治、手塚宏史、稲葉真理
  • 学会等名: 第１９回情報論的学習理論と機械学習研究会（IBISML）
  • 発表場所: 京都大学, 京都府
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] Evaluation of New Branching Heuristic for Tie-breaking (2016)
  • 著者名/発表者名: Moon Seongsoo, Mary Inaba
  • 学会等名: The 22nd International Conference on Principles and PRactice of Constraint Programming (CP2016)
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Harmonization of Multiple IP Streams for Real-time Sensor-Fusion System (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Koizumi
  • 学会等名: ImPACTプログラム セレンディピティの計画的創出 プログラム会議 2016
  • 発表場所: 鶴岡メタボロームキャンパス, 山形県
  • 年月日: 2016-08-03
• [学会発表] ParaGlueminisat, tbParaGluminisat (2016)
  • 著者名/発表者名: Moon Seongsoo, Mary Inaba
  • 学会等名: SAT competition 2016 Solver and Benchmarks Description
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2016-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] CHBR_glucose (2016)
  • 著者名/発表者名: Moon Seongsoo, Mary Inaba
  • 学会等名: SAT competition 2016 Solver and Benchmarks Description
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2016-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] Approximate History Map for Massively Parallel Environment (2016)
  • 著者名/発表者名: Moon Seongsoo, Mary Inaba
  • 学会等名: Pragmatics of SAT 2016 (P0S)
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2016-07-04
  • 国際学会
• [学会発表] Fully secure 6Gbps file transfer for personal genome data application (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Fukunaga, Hiroshi Tezuka, Junji Tamatsukuri, Goki Honjo, Junichiro Shitami, Kenichi Koizumi, Mary Inaba, Kei Hiraki
  • 学会等名: The TNC16 Networking Conference
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2016-06-12
  • 国際学会
• [学会発表] Fully secure 6Gbps file transfer for personal genome data application (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Fukunaga, Hiroshi Tezuka, Junji Tamatsukuri, Goki Honjo, Junichiro Shitami, Kenichi Koizumi, Mary Inaba, Kei Hiraki
  • 学会等名: The TNC16 Networking Conference
  • 発表場所: プラハ, チェコ共和国
  • 年月日: 2016-06-12
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic Strategy to diversify search using history map in parallel solving (2016)
  • 著者名/発表者名: Moon Seongsoo, Mary Inaba
  • 学会等名: Learning and Intelligent OptimizatioN Conference（LION10）
  • 発表場所: ナポリ, イタリア
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Bayesian AutoEncoder: Generation of Bayesian Networks with Hidden Nodes for Features (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneharu Nishino and Mary Inaba
  • 学会等名: Thirtieth AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-16)
  • 発表場所: Arizona, USA
  • 年月日: 2016-02-12
  • 国際学会
• [学会発表] Bayesian AutoEncoder: Generation of Bayesian Networks with Hidden Nodes for Features (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneharu Nishino and Mary Inaba
  • 学会等名: Thirtieth AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-16)
  • 発表場所: アリゾナ, アメリカ合衆国
  • 年月日: 2016-02-12
  • 国際学会
• [学会発表] 楽譜を用いた楽器音分離手法の提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林瑞紀，手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: エンターテインメントコンピューティングシンポジウム 2015(EC2015)
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道札幌市
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 音楽の重要な構成要素の抽出の提案-音楽ゲーム用譜面自動生成のために- (2015)
  • 著者名/発表者名: 香川俊宗，手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: エンターテインメントコンピューティングシンポジウム 2015(EC2015)
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道札幌市
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Proposal and Application of Search Similarity Index for SAT solver (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoichiro Iida, Seongsoo Moon, Hiroshi Tezuka, Mary Inaba
  • 学会等名: The Pragmatics of SAT 2015 (PoS 2015)
  • 発表場所: テキサス, アメリカ合衆国
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] ベイジアンネットワークの生成に基づく特徴抽出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野兼治, 稲葉真理
  • 学会等名: 電子情報学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 徳島大学, 徳島県徳島市
  • 年月日: 2015-07-18
• [学会発表] SAT問題におけるCommunity rankの提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 戸ヶ崎 仁宣, 手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 2015年度 人工知能学会全国大会（第29回）
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学, 北海道
  • 年月日: 2015-05-31
• [学会発表] 変数のindexのshuffleによる多様性効果について (2015)
  • 著者名/発表者名: ムン ソンス, 手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 2015年度 人工知能学会全国大会（第29回）
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学, 北海道
  • 年月日: 2015-05-31
• [学会発表] SAT問題におけるCommunity rankの提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 戸ヶ崎仁宣, 手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 2015年度 人工知能学会全国大会（第29回）
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学, 北海道函館市
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] 大規模ネットワークにおけるコミュニティ検出手法の高速化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾崎 直人, 手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 2015年度 人工知能学会全国大会（第29回）
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学, 北海道函館市
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] 変数のindexのshuffleによる多様性効果について (2015)
  • 著者名/発表者名: ムンソンス, 手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 2015年度 人工知能学会全国大会（第29回）
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学, 北海道函館市
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] 大規模ネットワークにおけるコミュニティ検出手法の高速化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾崎 直人, 手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 2015年度 人工知能学会全国大会（第29回）
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学, 北海道
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] リアルタイム消費電流計測機能を活用する低消費電力FPGAアクセラレータ (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤秀弥，手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 並列／分散／協調処理に関する新潟サマー・ワークショップ（SWoPP新潟2014）
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター, 新潟県新潟市
  • 年月日: 2014-07-28
• [学会発表] リアルタイム消費電流計測機能を活用する低消費電力FPGAアクセラレータ (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤秀弥，手塚宏史，稲葉真理
  • 学会等名: 情報処理学会第203回計算機アーキテクチャ研究発表会（SWoPP2014）
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター, 新潟県
  • 年月日: 2014-07-28
• [学会発表] High Performance, Energy Efficient and Scalable Memory Subsystem Design for Many Core Processors (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ishii, Mary Inaba, Kei Hiraki
  • 学会等名: International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
  • 発表場所: 大阪大学, 大阪府
• [学会発表] コアの情報を活用するメモリアクセススケジューリング法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 細川航平, 石井康雄, 稲葉真理, 平木敬
  • 学会等名: 情報処理学会第193回計算機アーキテクチャ研究発表会（SWoPP2012）
  • 発表場所: とりぎん文化会館, 鳥取県
• [学会発表] Division and Alternation of Decision Variables
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sonobe and Mary Inaba
  • 学会等名: Pragmatics of SAT 2012
  • 発表場所: Trento, Italy
• [学会発表] 静的解析に基づく動的言語の為の自動並列化手法の提案
  • 著者名/発表者名: 中村晃一, 稲葉真理, 平木敬
  • 学会等名: 情報処理学会第90回プログラミング研究発表会（SWoPP2012）
  • 発表場所: とりぎん文化会館, 鳥取県
• [学会発表] kルートフローのパラメトリック解析に関する考察
  • 著者名/発表者名: 今井浩, Jean-Francois Baffier, 平石秀史
  • 学会等名: 電子情報通信学会第113回コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 神戸大学, 兵庫県
• [学会発表] Evaluation of Amin-Based Neural Network (ABNN) using DS Auto Cruiser, a testbed for Machine Learning
  • 著者名/発表者名: Masahiko Hasebe, Tomohiro Sonobe, Hiroshi Tezuka, Isamu Kaneko,Kunihiko Sadakane and Mary Inaba
  • 学会等名: The 5th Annual Meeting of the Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC 2012)
  • 発表場所: Fudan University, Shanghai
• [学会発表] BTBへのBimode Cascading手法適用による分岐先アドレス予測の高効率化
  • 著者名/発表者名: 石井康雄，畔柳圭佑，稲葉真理，平木敬
  • 学会等名: 並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ(SWoPP2011)
  • 発表場所: かごしま県民交流センター, 鹿児島市
• [学会発表] 多様な履歴の利用による分岐予測精度の向上
  • 著者名/発表者名: 畔柳圭佑，石井康雄，稲葉真理，平木敬
  • 学会等名: 並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ(SWoPP2011)
  • 発表場所: かごしま県民交流センター, 鹿児島市
• [学会発表] HPC Ruby: 静的解析に基づくRuby の高度最適化コンパイラ
  • 著者名/発表者名: 中村晃一，野瀬貴史，稲葉真理，平木敬
  • 学会等名: 並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ(SWoPP2011)
  • 発表場所: かごしま県民交流センター, 鹿児島市
• [学会発表] DS Auto Cruiser の研究と開発
  • 著者名/発表者名: 長谷部雅彦，手塚宏史，山田大地，薗部知大，金子勇，定兼邦彦，青木保一，稲葉真理
  • 学会等名: 第27回ゲーム情報学研究会
  • 発表場所: 東京農工大学, 東京