低ランク構造行列法の適用範囲拡大と多様な計算アーキテクチャの活用

• 研究課題/領域番号: 24K02949
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分60090:高性能計算関連; 小区分60040:計算機システム関連; 合同審査対象区分:小区分60040:計算機システム関連、小区分60090:高性能計算関連
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 伊田 明弘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報科学技術センター), 主任研究員 (80742121)
• 研究分担者: 横田 理央 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (20760573) ; 塙 敏博 東京大学, 情報基盤センター, 教授 (30308283) ; 岩下 武史 京都大学, 学術情報メディアセンター, 教授 (30324685) ; 大島 聡史 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (40570081) ; 星野 哲也 名古屋大学, 情報基盤センター, 准教授 (40775946) ; 平石 拓 京都橘大学, 工学部, 専任講師 (60528222) ; 河合 直聡 名古屋大学, 情報基盤センター, 特任助教 (80780791)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2025年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2024年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 低ランク近似 / 行列近似 / 数値線形代数 / 並列計算 / 混合精度演算

研究開始時の研究の概要

本研究では、低ランク構造行列法ライブラリの高機能化を実施する。科学技術計算では、密行列演算に基づく計算手法の数値線形代数ライブラリが広く利用されいる。密行列演算から低ランク構造行列演算へ置き換えが行えるように、低ランク構造行列法の適用範囲を拡大する。低ランク構造行列に基づく新たな数値計算アルゴリズムを開発する。アルゴリズム開発は、GPU・FPGAなど最新の計算機アーキテクチャで構成されるクラスタ計算機を意識し、実装の最適化を行う。様々な低ランク構造行列の演算に対し、最適な計算機アーキテクチャを割当て、混合精度演算・動的負荷分散なども活用し、計算機の性能を最大限に引き出す実装法を研究する。