ＧＰＵグリッドのための細粒度サイクル共有技術の理論構築と応用

• 研究課題/領域番号: 23700057
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊野 文彦 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (90346172)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 高性能計算 / GPGPU / マルチタスク / グリッド計算 / ＧＰＧＰＵ

研究概要

本研究では，グラフィクスハードウェアGPU（Graphics Processing Unit）向けのマルチタスク機構をもとに，ネットワーク上の計算資源を共有する計算グリッドシステムのための細粒度サイクル共有技術を開発した．本技術をバイオ情報学における相同性検索問題に応用し，電子文書を編集しながらも科学計算を高速化できることを示した．また，GPUの遊休サイクルモデルを構築し，遊休時間長の分布に基づいて計算資源を選択する手法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] A Fine Grained Cycle Sharing System with Cooperative Multitasking on GPUs (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Yosuke Oka, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: International Journal of Networking and Computing 巻: (印刷中)
  • NAID: 130004709086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Acceleration of Mutual Information Computation for Nonrigid Registration Using CUDA (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Ikeda, Fumihiko Ino, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics 巻: Vol. 18, No. 3 号: 3 ページ: 956-968
  • DOI: 10.1109/jbhi.2014.2310745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving Cache Locality for GPU-based Volume Rendering (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sugimoto, Fumihiko Ino, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: Parallel Computing 巻: Vol.40, No.5/6 号: 5-6 ページ: 59-69
  • DOI: 10.1016/j.parco.2014.03.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Parallel Scheme for Accelerating Parameter Sweep Applications on a GPU (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Kentaro Shigeoka, Tomohiro Okuyama, Masaya Motokubota, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: Concurrency and Computation : Practice and Experience 巻: Vol. 26, No. 2 号: 2 ページ: 516-531
  • DOI: 10.1002/cpe.3016
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPU-Chariot: A Programming Framework for Stream Applications Running on Multi-GPU Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Shinta Nakagawa, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E96.D 号: 12 ページ: 2604-2616
  • DOI: 10.1587/transinf.E96.D.2604
  • NAID: 130003385429
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPUアクセラレータとその研究動向 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊野文彦, 萩原兼一
  • 雑誌名: Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 31 号: 3 ページ: 147-152
  • DOI: 10.11409/mit.31.147
  • NAID: 130003374507
  • ISSN: 0288-450X, 2185-3193
• [雑誌論文] Sequence Homology Search Using Fine Grained Cycle Sharing of Idle GPUs (2012)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Yuma Munekawa, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: IEEE Trans. Parallel and Distributed Systems 巻: Vol. 23, No. 4 号: 4 ページ: 751-759
  • DOI: 10.1109/tpds.2011.239
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Task Parallel Algorithm for Finding All-Pairs Shortest Paths Using the GPU (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Okuyama, Fumihiko Ino, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: International Journal of High Performance Computing and Networking 巻: Vol. 7, No. 2 号: 2 ページ: 87-98
  • DOI: 10.1504/ijhpcn.2012.046384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooperative Multitasking for GPU-Accelerated Grid Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Akihiro Ogita, Kentaro Oita, Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: Concurrency and Computation : Practice and Experience 巻: Vol. 24, No. 1 号: 1 ページ: 96-107
  • DOI: 10.1002/cpe.1722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence Homology Search using Fine-Grained Cycle Sharing of Idle GPUs (2012)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Yuma Munekawa, and Kenichi Hagihara
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems 巻: 23
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPUによる高速な全変動最小化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田俊広, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: J94-D ページ: 852-861
  • NAID: 110008661380
  • 査読あり
• [雑誌論文] 手書き文字認識向けニューラルネットワークモデルのGPUによる高速化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田孝利, 宮本弘之, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 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: 4 ページ: 88-99
  • NAID: 40019600011
  • 査読あり
• [学会発表] GPU において動的グラフを高速処理するためのフレームワークの検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三谷康晃, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 第14回ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂(東京都)
• [学会発表] GPUにおいて動的グラフを高速処理するためのフレームワークの検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三谷康晃, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 第14回ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京都）
• [学会発表] The Past, Present, and Future of GPU-Accelerated Grid Computing (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino
  • 学会等名: 1st International Symposium on Computing and Networking (CANDAR 2013)
  • 発表場所: Matsuyama, Japan
• [学会発表] GPU を用いた分枝限定法におけるメモリ参照効率を高めるための配列パッキング手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 重岡謙太朗, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
  • 発表場所: 沖縄産業支援センター(沖縄市)
• [学会発表] GPU サイクル共有システムのための遊休時間予測手法の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南翔太, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 第12回情報科学技術フォーラム
  • 発表場所: 鳥取大学(鳥取市)
• [学会発表] Fine-Grained Cycle Sharing of Idle GPUs for Homology Search (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ino, Kenichi Hagihara
  • 学会等名: 4th GPU Technology Conference (GTC 2013)
  • 発表場所: San Jose, CA, USA
• [学会発表] 協調マルチタスキングを用いて短い遊休時間を活用するGPU グリッドシステムの提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡陽介, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
  • 発表場所: 清風荘(あわら市)
• [学会発表] GPUを用いた分枝限定法におけるメモリ参照効率を高めるための配列パッキング手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 重岡謙太朗, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
  • 発表場所: 沖縄産業支援センター（沖縄県）
• [学会発表] GPUサイクル共有システムのための遊休時間予測手法の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南翔太, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 第12回情報科学技術フォーラム
  • 発表場所: 鳥取大学鳥取キャンパス（鳥取県）
• [学会発表] CUDAにおける離散ウェーブレット変換のIn-place処理のためのデータ並べ替え手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 生澤拓也, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 平成25年度情報処理学会関西支部支部大会
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター（大阪府）
• [学会発表] 協調マルチタスキングを用いて短い遊休時間を活用するGPUグリッドシステムの提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡陽介, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
  • 発表場所: 清風荘（あわら市）
• [学会発表] Acceleration of Variance of Color Differences-Based Demosaicing Using CUDA (2012)
  • 著者名/発表者名: Muhammad Ismail Faruqi, Fumihiko Ino, and Kenichi Hagihara
  • 学会等名: 10th International Conference on High Performance Computing and Simulation (HPCS 2012)
  • 発表場所: Madrid, Spain
• [学会発表] Accelerating Mutual Information Computation for Nonrigid Registration the GPU (2012)
  • 著者名/発表者名: Kei Ikeda, Fumihiko Ino, and Kenichi Hagihara
  • 学会等名: 3rd GPU Technology Conference (GTC 2012)
  • 発表場所: San Jose, CA, USA
• [学会発表] Accelerating Joint Histogram Computation for Image Registration on the GPU (2012)
  • 著者名/発表者名: Kei Ikeda, Fumihiko Ino, and Kenichi Hagihara
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery: 26th International Congress and Exhibition (CARS 2012)
  • 発表場所: Pisa, Italy
• [学会発表] 遊休GPU を用いて科学計算を高速化するGPU グリッドについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊野文彦
  • 学会等名: 平成23年度情報処理学会関西支部支部大会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] GPU 向けマルチタスキングにおけるオーバヘッド削減の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡陽介, 伊野文彦, 萩原兼一
  • 学会等名: 第9回先進的計算基盤システムシンポジウム
  • URL: http://www-hagi.ist.osaka-u.ac.jp/~ino/
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール(東京都)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 遊休GPUを用いて科学計算を高速化するGPUグリッドについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊野文彦
  • 学会等名: 平成23年度情報処理学会関西支部支部大会(招待講演)
  • 発表場所: 大阪府
• [学会発表] GPU向けマルチタスキングにおけるオーバヘッド削減の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡陽介
  • 学会等名: 第9回先進的計算基盤システムシンポジウム（SACSIS 2011）
  • 発表場所: 東京都
• [備考] 萩原研究室ホームページ
  • URL: http://www-hagi.ist.osaka-u.ac.jp/