GPUコアを内蔵するプロセッサによる代数的マルチグリッド法の高速化

• 研究課題/領域番号: 24650014
• 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: 工学院大学
• 研究代表者: 藤井 昭宏 工学院大学, 情報学部, 講師 (10383986)
• 研究分担者: 額田 彰 東京工業大学, 学術国際情報センター, 産学連携研究員 (40545688)
• 研究期間 (年度): 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 代数的多重格子法 / 混合精度解法 / GPGPU

研究概要

CPUコアとGPUコアが密に結合されているAPU上で,代数的多重格子法の効率的な実装手法の研究を行った.CPU-GPU間の通信の最小化と,GPUコアは倍精度に対応していないこと,計算性能の効率的利用の観点から,GPUコアで単精度で反復し,CPUコアの上で倍精度に補正する混合精度代数的多重格子法を実装,評価した.その結果,代数的多重格子法において,混合精度手法は有効に機能し,典型的なポアソン問題で収束条件が相対残差の2ノルムで1.0E-7のときに,精度の補正は最大で3回程度で,CPU-GPU間の通信はほとんど発生しないことがわかった.本手法はIvy BridgeやHaswellにも適用可能であり,今後分析を進めて行く予定である.

研究成果

• [雑誌論文] マルチカラー法を用いたマルチGPU上でのAMG法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋光佑, 藤井昭宏, 田中輝雄
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 D 巻: Vol.J96-D No.3 ページ: 452-460
  • NAID: 110009593014
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPUのダイレクト通信を用いたAMG法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋光佑, 藤井昭宏, 田中輝雄
  • 雑誌名: 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研究報告 巻: Vol.2012-HPC-137No.30 ページ: 1-8
  • NAID: 110009490678
• [雑誌論文] GPU上でのAMG法におけるChebyshev多項式緩和法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒谷祐紀, 藤井昭宏, 田中輝雄
  • 雑誌名: 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研究報告 巻: Vol.2012-HPC-137,No.36 ページ: 1-7
  • NAID: 110009490647
• [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] GPUのダイレクト通信を用いたAMG法, (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋光佑, 藤井昭宏, 田中輝雄
  • 雑誌名: 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研究報告 巻: Vol.2012-HPC-137 No.30 ページ: 1-8
  • NAID: 110009490678
• [雑誌論文] Scalable Multi-GPU 3-D FFT for TSUBAME 2.0 Supercomputer, Proc. of 2012 ACM/IEEE International Conference for High Performance
  • 著者名/発表者名: Akira Nukada, Kento Sato and Satoshi Matsuoka
  • 雑誌名: Networking, Storage, and Analysis (SC'12) ページ: 1-10
• [学会発表] Modified Multi Color Based AMG Method on Multiple GPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Takahashi, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Advanced Technology
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] Online Auto-tuning Technique of AMG Solver for Fluid Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fuji
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Advanced Technology
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] 流体解析を対象としたAMGライブラリの自動チューニング技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井昭宏,中村修
  • 学会等名: 計算工学講演会
  • 年月日: 2013-05-30
• [学会発表] Online Auto-Tuning Technique for Algebraic Multi-Grid Solver (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fujii, Teruo Tanaka
  • 学会等名: Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in HighPerformance Scientific Computing
• [学会発表] Online Auto-Tuning Technique for Algebraic Multi-Grid Solver (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fujii, Teruo Tanaka
  • 学会等名: Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High Performance Scientific Computing
  • 発表場所: National Tiwan University
• [学会発表] Online Auto-tuning Technique of AMG Solver for Fluid Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fujii
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Advanced Technology
  • 発表場所: Kogakuin University
• [学会発表] 流体解析を対象としたAMGライブラリの自動チューニング技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井昭宏、中村修
  • 学会等名: 計算工学講演会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
• [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
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] Performance of 3-D FFT using Multiple GPUs with CUDA 4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Nukad
  • 学会等名: NVIDIA GPU Technology Conference 2012
• [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] 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