高度なＧＰＵプログラミング手法の開拓

• 研究課題/領域番号: 23650012
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ソフトウエア
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 額田 彰 東京工業大学, 学術国際情報センター, 特任准教授 (40545688)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011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: 並列処理・分散処理 / ＧＰＧＰＵ / ＣＵＤＡ / ＦＦＴ / ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ / ＴＳＵＢＡＭＥ / GPGPU / CUDA / 自動チューニング / GPU間転送

研究概要

2006年にNVIDIA社が汎用計算向けのGPU環境としてCUDAを公開して以来、長い計算時間を要する多くの処理がGPUに移植され高速化を実現してきた。スーパーコンピュータを用いた大規模な計算ではGPU間のデータ転送速度が特に重要になる。中でも高速フーリエ変換は特にこのGPU間の転送量が多く、通信パターンも全対全と効率が低下しやすい。スーパーコンピュータTSUBAME2.0においてホストとデバイス間のPCI-Express転送やノード間のInfiniBandネットワーク通信を適切にスケジューリングする手法を提案し、多数のユーザのジョブ間で共有されるネットワーク網の性能を引き出すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] APU上の混合精度AMG法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住吉 優希,長岡 駿希,藤井 昭宏, 額田 彰, 田中 輝雄
  • 雑誌名: 情報処理学会研究報告 巻: 2013-HPC-141 ページ: 1-7
  • NAID: 110009606434
• [雑誌論文] TSUBAME-KFC: 液浸冷却を用いたウルトラグリーンスパコン研究設備 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 敏夫，額田 彰，松岡 聡
  • 雑誌名: 情報処理学会研究報告 巻: 2013-ARC-199/HPC-142 ページ: 1-6
• [雑誌論文] GPU スパコンTSUBAME 2.0 によるフェーズフィールド法を用いた2 petaflops樹枝状凝固成長計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下川辺隆史, 青木尊之, 高木知弘, 山中晃徳, 額田彰
  • 雑誌名: 第17回計算工学講演会論文集 巻: Vol. 17 ページ: 1-4
• [雑誌論文] Scalable Multi-GPU 3-D FFT for TSUBAME 2.0 Supercomputer (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Kento Sato and Satoshi Matsuoka
  • 雑誌名: Proc. of 2012 ACM/IEEE International Conference for High Performance, Networking, Storage, and Analysis (SC’12) 巻: - ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] スーパーコンピュータTSUBAME2.0におけるLinpack性能1ペタフロップス超の達成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤敏夫, 額田彰, 松岡聡
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム 巻: Vol. 4, No. 4 (ACS 35) ページ: 169-179
• [雑誌論文] スーパーコンピュータTSUBAME 2.0 における Linpack 性能1 ペタフロップス超の達成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 敏夫，額田 彰，松岡 聡
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム 巻: Vol.4, No. 4
  • NAID: 40019259212
  • 査読あり
• [学会発表] I/O acceleration with GPU for I/O-bound Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Kento Sato, Akira Nukada, Naoya Maruyama, Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: GPU Technology Conference 2014
  • 発表場所: San Jose
  • 年月日: 2014-03-24
• [学会発表] ウルトラグリーンスパコンTSUBAME2.5/TSUBAME-KFC (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤敏夫, 額田彰, 松岡聡
  • 学会等名: 大学ICT推進協議会2013年度年次大会講演論文集, T5G-4
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2013-12-18
• [学会発表] 「TSUBAME-KFC : 液浸冷却を用いたウルトラグリーンスパコン研究設備」, ハイパフォーマンスコンピューティングとアーキテクチャの評価に関する北海道ワークショップ(HOKKE) (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤敏夫, 額田彰, 松岡聡
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-12-16
• [学会発表] APU上の混合精度AMG法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住吉優希, 長岡駿希, 藤井昭宏, 額田彰, 田中輝雄
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2013-09-30
• [学会発表] ウルトラグリーンスパコンTSUBAME2.5/TSUBAME-KFC (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 敏夫，額田 彰，松岡 聡
  • 学会等名: 大学ICT推進協議会2013年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Scalable Multi-GPU 3-D FFT for TSUBAME 2. 0 Supercomputer (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Kento Sato and Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: Proc. Of 2012 ACM/IEEE International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis (SC' 12)
  • 発表場所: Salt Lake City
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] CUDA版自動チューニング手法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 額田彰
  • 学会等名: GPU Technology Conference Japan 2012
  • 発表場所: 六本木
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] Peta-scale GPU Computing of Phase-Field Simulation for Dendritic Solidification on the TSUBAME 2. 0 supercomputer (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki, Tomohiro Takaki, Akinori Yamanaka, Akira Nukada
  • 学会等名: The 10th WORLD CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS (WCCM 2012)
  • 発表場所: Sao Paulo, Brazil
  • 年月日: 2012-07-08
• [学会発表] GPUスパコンTSUBAME2.0によるフェーズフィールド法を用いた2petaflops樹枝状凝固成長計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下川辺隆史, 青木尊之, 高木知弘, 山中晃徳, 額田彰
  • 学会等名: 第17回計算工学講演会論文集
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Performance of 3-D FFT using Multiple GPUs with CUDA 4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada
  • 学会等名: NVIDIA GPU Technology Conference 2012
  • 発表場所: San Jose
  • 年月日: 2012-05-14
• [学会発表] High Performance 3-D FFT using multiple CUDA GPUs (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Yutaka Maruyama, Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: Proceedings of the Fifth Workshop on General Purpose Processing using Graphics Processing Units (GPGPU-5) in conjunction with ACM ASPLOS XVII
  • 発表場所: London, UK
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] Performance of 3-D FFT using Multiple GPUs with CUDA 4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada
  • 学会等名: NVIDIA GPU Technology Conference 2012
  • 発表場所: San Jose, CA, USA
• [学会発表] High Performance 3-D FFT using multiple CUDA GPUs (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Yutaka Maruyama, Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: Fifth Workshop on General Purpose Processing using Graphics Processing Units (GPGPU-5)
  • 発表場所: London, UK
• [学会発表] グリーンスパコンTSUBAME2.0における電力危機対応運用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤敏夫, 松岡聡, 額田彰, 長坂真路, 四津匡康
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] Peta-scale Phase-Field Simulation for Dendritic Solidification on the TSUBAME 2. 0 Supercomputer (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki, Tomohiro Takaki, Akinori Yamanaka, Akira Nukada, Toshio Endo, Naoya Maruyama, and Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: Proc. Of 2011 ACM/IEEE International Conference for High Performance, Networking, Storage, and Analysis (SC' 11)
  • 発表場所: Seattle
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Hamming Color Code for Dense and Robust One-shot 3D Scanning (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuntaro Yamazaki, Akira Nukada, Masaaki Mochimaru
  • 学会等名: Proc. Of the 2011 British Machine Vision Conference
  • 発表場所: Dundee, Scotland
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Fast Fourier Transform for AMD GPUs (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada
  • 学会等名: AMD Fusion Developer Summit 2011
  • 発表場所: Bellevue, WA
  • 年月日: 2011-06-16
• [学会発表] スーパーコンピュータTSUBAME2.0におけるLinpack性能1ペタフロップス超の達成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤敏夫, 額田彰, 松岡聡
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウム(SACSIS2011)論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] NVCR : A Transparent Checkpoint-Restart Library for NVIDIA CUDA" , In Proc. Of 20th Heterogeneity in Computing Workshop (HCW 2011) (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Hiroyuki Takizawa, and Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: conjunction with IPDPS 2011
  • 発表場所: Anchorage, AK, USA
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] NVCR: A Transparent Checkpoint-Restart Library for NVIDIA CUDA (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Hiroyuki Takizawa, Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: 20th Heterogeneity in Computing Workshop
  • 発表場所: Anchorage, AK, USA
• [学会発表] Fast Fourier Transform for AMD GPUs (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada
  • 学会等名: AMD Fusion Developer Summit 2011
  • 発表場所: Bellevue, WA, USA
• [学会発表] Hamming Color Code for Dense and Robust One-shot 3D Scanning (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuntaro Yamazaki, Akira Nukada, Masaaki Mochimaru
  • 学会等名: 2011 British Machine Vision Conference
  • 発表場所: Dundee, Scotland
• [学会発表] Peta-scale Phase-Field Simulation for Dendritic Solidification on the TSUBAME 2.0 Supercomputer (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki, Tomohiro Takaki, Akinori Yamanaka, Akira Nukada, Toshio Endo, Naoya Maruyama, and Satoshi Matsuoka
  • 学会等名: 2011 ACM/IEEE International Conference for High Performance, Networking, Storage, and Analysis (SC’11)
  • 発表場所: Seattle, WA, USA