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ランダムショートカットと光通信技術による超低遅延グリーンインターコネクト

研究課題

研究課題/領域番号 25280018
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 計算機システム
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

鯉渕 道紘  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (40413926)

研究分担者 石井 紀代  産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (90612177)
天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60175932)
連携研究者 工藤 知宏  東京大学, 情報基盤センター, 教授 (00234451)
並木 周  産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 副研究部門長 (30415723)
藤原 一毅  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 特任准教授 (90648023)
松谷 宏紀  慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (70611135)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2013年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワードハイパフォーマンス・コンピューティング / フォトニックネットワーク / 計算機システム / 相互結合網 / トポロジー
研究成果の概要

本研究では,エクサスケール規模以上の高性能計算機システムにおいて,ランダムショートカットリンク接続を光波長多重スイッチ技術により実現することで(1)最長通信遅延1μ秒,(2)現状の電気スイッチのみを用いたHPCインターコネクトと比べて電力性能比数倍を実現するインターコネクト技術を提案し,有効性を示した.本光多重技術の利用により配線を隣接キャビネット間に抑えることが可能となるため,総配線長をほぼ最小にできる.さらに,スモールワールド性を利用してランダムトポロジや通信パターンにあわせて最適なネットワークトポロジを構成することが可能である.

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2020 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 備考 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] ハノイ工科大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] FORTH-ICS, Heraklion(ギリシャ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ハワイ大学マノア校(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Layout-conscious Expandable Topology for Low-degree Interconnection Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Nguyen T. Truong, Van K. Nguyen, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi,
    • 雑誌名

      IEICE TRANS. INF. & SYST.,

      巻: E99-D, No.5 ページ: 1275-1284

    • NAID

      130005148985

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical network technologies for HPC: computer-architects point of view2016

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Koibuchi, Ikki Fujiwara, Kiyo Ishii,Shu Namiki, Fabien Chaix, Hiroki Matsutani, Hideharu Amano, Tomohiro Kudoh,
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 13 号: 6 ページ: 20152007-20152007

    • DOI

      10.1587/elex.13.20152007

    • NAID

      130005139723

    • ISSN
      1349-2543
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Case for Network Coding for Collective Communication on HPC Interconnection Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Shalaby, Ikki Fujiwara and Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems

      巻: E98-D,No.3 ページ: 661-670

    • NAID

      130004841857

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Augmenting Low-latency HPC Network with Free-space Optical Links2015

    • 著者名/発表者名
      Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi. Tomoya Ozaki, Hiroki Matsutani, Henri Casanova
    • 雑誌名

      The 21st IEEE International Symposium on High Performance Computer Architecture (HPCA)

      巻: 1 ページ: 390-401

    • DOI

      10.1109/hpca.2015.7056049

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Swap-and-randomize: A Method for Building Low-latency HPC Interconnects2014

    • 著者名/発表者名
      Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi, Hiroki Matsutani, Henri Casanova
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: No.1,PrePrint 号: 7 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tpds.2014.2340863

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Darkfiber Planning for Extensible HPC Network Design Under Uncertainties2014

    • 著者名/発表者名
      Fabien Chaix, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      2nd International Workshop on Computer Systems and Architectures (CSA)

      巻: 1 ページ: 382-387

    • DOI

      10.1109/candar.2014.17

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Layout-aware Expandable Low-degree Topology2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen T. Truong, Van K. Nguyen, Nhat T. X. Le, Ikki Fujiwara, Fabian Chaix and Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      The 20th IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS)

      巻: 1 ページ: 462-470

    • DOI

      10.1109/padsw.2014.7097842

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 低遅延相互結合網のための交換ランダムトポロジ2014

    • 著者名/発表者名
      鯉渕道紘、 Fabien Chaix、 藤原一毅、 高藤大介、 藤田聡、 中野浩嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 114,No.302 ページ: 57-62

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光サーキットの補助による低遅延性及びトポロジ内包性・分割性をもつネットワーク2014

    • 著者名/発表者名
      河野隆太、 藤原一毅、 松谷宏紀、 天野英晴、 鯉渕道紘
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 114, No.155 ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光サーキットの補助的利用による高いトポロジ内包性を持つHPCインターコネクト2014

    • 著者名/発表者名
      河野隆太, 藤原一毅,松谷宏紀,天野英晴,鯉渕道紘
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: CPSY-2013-111 ページ: 253-258

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Skywalk: a Topology for HPC Networks with Low-delay Switches2014

    • 著者名/発表者名
      Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi, Hiroki Matsutani, Henri Casanova
    • 雑誌名

      The 28th IEEE International Parallel & Distributed Processing Symposium

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed Shortcut Networks: Layout-Aware Low-Degree Topologies Exploiting Small-World Effect2013

    • 著者名/発表者名
      Van K. Nguyen, Nhat T. X. Le, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      International Conference of Parallel Processing

      巻: 1 ページ: 572-581

    • DOI

      10.1109/icpp.2013.71

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Distributed-like optical path switch control approach for interconnect networks2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyo Ishii, Shu Namiki
    • 学会等名
      IEEE HPSR, Poster,
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高性能計算システムのためのApproximate Computing ネットワーク2016

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘,藤木 大地,石井 紀代, 藤原 一毅,松谷 宏紀,天野 英晴
    • 学会等名
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2016
    • 発表場所
      長崎県福江市福江文化会館
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非同期光パスインターコネクト網の提案と基礎検討2016

    • 著者名/発表者名
      石井 紀代、並木 周
    • 学会等名
      電 子情報通信学会総合大会、B-12-13
    • 発表場所
      福岡県西区(九州大学伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] オフチップ相互結合網向け不規則トポロジのための容易に実装可能なルーティングアルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      河野 隆太, 中原 浩, 藤原 一毅, 松谷 宏紀, 天野 英晴, 鯉渕 道紘
    • 学会等名
      情報処理学会第78 回全国大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市(慶應義塾大学)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スーパーコンピュータのネットワーク技術2016

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会
    • 発表場所
      沖縄県那覇市沖縄県青年会館
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Singularity of Future Computer-System Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Koibuchi
    • 学会等名
      the sixth ACM international symposium on information and communication technology (SoICT)
    • 発表場所
      ベトナム・フエ・エンペリカルホテル
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 未来のコンピュータの建築学:水と光をつかって2015

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      大学共同利用機関シンポジウム
    • 発表場所
      東京都中央区秋葉原アキバ・スクエア
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 社会を支える大規模コンピュータ・システムの省電力・省資源・低遅延通信への挑戦2015

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      国立情報学研究所オープンハウス研究100連発企画
    • 発表場所
      東京都千代田区一ッ橋学術総合センター
    • 年月日
      2015-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超低遅延ネットワークのためのランダムトポロジ2015

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      情報処理学会全国大会IPSJ-ONEイベント
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Augmenting Low-latency HPC Network with Free-space Optical Links2015

    • 著者名/発表者名
      Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi. Tomoya Ozaki, Hiroki Matsutani, Henri Casanova
    • 学会等名
      The 21st IEEE International Symposium on High Performance Computer Architecture (HPCA)
    • 発表場所
      Burlingame, CA
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Layout-aware Expandable Low-degree Topology2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen T. Truong, Van K. Nguyen, Nhat T. X. Le, Ikki Fujiwara, Fabian Chaix and Michihiro Koibuchi
    • 学会等名
      The 20th IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS)
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Darkfiber Planning for Extensible HPC Network Design Under Uncertainties2014

    • 著者名/発表者名
      Fabien Chaix, Ikki Fujiwara, Michihiro Koibuchi
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Computer Systems and Architectures (CSA)
    • 発表場所
      Shizuoka
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ランダムな光無線スパコン・データセンターネットワーク2014

    • 著者名/発表者名
      鯉渕道紘、 藤原一毅、 Fabien Chaix
    • 学会等名
      国立情報学研究所オープンハウス
    • 発表場所
      国立情報学研究所
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Future Low-latency Networks for High Performance Computing2013

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Koibuchi
    • 学会等名
      The First Inter- national Symposium on Computing and Networking Across Practical Development and Theoretical Re- search (CANDAR13)
    • 発表場所
      松山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超低遅延HPC インターコネクトのためのランダムトポロジ2013

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信方式研究会のワークショップ第26回情報伝送と信号処理ワークショップ
    • 発表場所
      登別
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低遅延ネットワークの最前線 ~HPC 光インターコネクトの現状と革新的な展開~2013

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      光産業技術振興協会フォトニックデバイス・応用技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Introduction to Interconnection Networks - From System Area Network to Network on Chips2013

    • 著者名/発表者名
      Hideharu Amano
    • 学会等名
      The First Inter- national Symposium on Computing and Networking Across Practical Development and Theoretical Re- search (CANDAR13)
    • 発表場所
      松山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 高性能並列分散システムの超省電力・高信頼・低遅延インターコネクト

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~koibuchi/research02.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 鯉渕研究室高性能並列分散システムの超省電力・高信頼・低遅延インターコネクト

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~koibuchi/research02.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 鯉渕研究室 高性能並列分散システムの超省電力・高信頼・低遅延インターコネクト

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~koibuchi/research02.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 非同期光スイッチ制御を可能とする光パススイッチシステムおよび光パス制御方法2020

    • 発明者名
      石井 紀代、並木 周
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 非同期光スイッチ制御を可能とする光パススイッチシステム2016

    • 発明者名
      石井 紀代, 並木 周
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-033157
    • 出願年月日
      2016-02-24
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

URL: 

公開日: 2013-05-21   更新日: 2022-04-15  

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