GPUによる並列進化計算の汎用フレームワークの構築に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25330296
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ソフトコンピューティング
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 筒井 茂義 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (90188590)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013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: GPU / GPGPU / 並列進化計算 / 組合せ最適化問題 / ローカルサーチ / タブーサーチ / QAP / ACO / メニコアー計算機 / SIMD / MIMD / メニーコア計算機 / メニーコアプロセッサ / 並列計算の汎用化

研究成果の概要

パソコンの画面表示機能を担当するGPU（Graphics Processing Unit）は，画像処理だけでなく一般的な計算プログラムも実行可能となり，様々な科学技術計算へGPUを適用するGPGPU (General Purpose computation on GPU) に関する研究がここ数年盛んになってきた．遺伝的アルゴリズム（GA）に代表される進化計算は，個体レベル，集団レベルなどでの処理の並列性が高く，並列計算に適した計算手法である．
本研究では，GPUによる並列進化計算の構築の容易化を実現するための計算効率の高いフレームワークを構築した．

研究成果

• [雑誌論文] GPUを用いた超並列高速計算入門―V (2016)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 雑誌名: システム／制御／情報 巻: 60 号: 10 ページ: 443-450
  • DOI: 10.11509/isciesci.60.10_443
  • NAID: 130006781815
  • ISSN: 0916-1600, 2424-1806
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Benchmarking Optimization Algorithms: An Open Source Framework for the Traveling Salesman Problem (2014)
  • 著者名/発表者名: Thomas Weise, Raymond Chiong, Jorg Lassig, Ke Tang, Shigeyoshi Tsutsui, Wenxiang Chen, Zbigniew Michalewicz and Xin Yao
  • 雑誌名: IEEE Computational Intelligence Magazine 巻: 9(3) 号: 3 ページ: 40-52
  • DOI: 10.1109/mci.2014.2326101
• [学会発表] A Comparative Study for Efficient Synchronization of Parallel ACO on Multi-core Processors in Solving QAPs (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 学会等名: 2015 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence
  • 発表場所: Cape Town International Convention Center, Cape Town (South Africa)
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] A Comparative Study of Synchronization of Parallel ACO on Multi-core Processor (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 学会等名: Genetic and Evolutionary Computation Conference
  • 発表場所: Melia Castilla hotel, Madrid (Spain)
  • 年月日: 2015-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] The Introduction of Asymmetry on Traditional 2-Parent Crossover Operators for Crowding and Its Effects (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 学会等名: Simulated Evolution and Learning, 10th International Conference, SEAL 2014
  • 発表場所: Dunedin, New Zealand
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-18
• [学会発表] Parallelizing Solution Construction in ACO for GPUs (2014)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Fujimoto and Shigeyoshi Tsutsui
  • 学会等名: Swarm Intelligence, 9th International Conference, ANTS 2014
  • 発表場所: Brussels, 1.Belgique
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] First results of performance comparisons on many-core processors in solving QAP with ACO: Kepler GPU versus xeon Phi (2014)
  • 著者名/発表者名: Mikiko Sato, Shigeyoshi Tsutsui, Noriyuki FujimotoTsutsui, Yuji Sato and Mitaro Namiki
  • 学会等名: Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO) 2014 (Companion)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-12 – 2014-07-16
• [学会発表] Parallelizing a genetic operator for GPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Fujimoto and Shigeyoshi Tsutsui
  • 学会等名: IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2013)
  • 発表場所: Cancun, Mexico
• [学会発表] A preliminary study of crowding with biased crossover (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 学会等名: Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO) 2013 (Companion)
  • 発表場所: Amsterdam, The Netherlands
• [図書] 生物進化に学ぶ知的情報処理，第５章，経営と情報の深化と融合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: 税務経理協会
• [図書] Massively Parallel Evolutionary Computaion on GPGPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Pirre Collet (Eds)
  • 総ページ数: 453
  • 出版者: Springer
• [図書] An Analytical Study of Parallel GA with Independent Runs on GPUs, Chapter 6, Massively Parallel Evolutionary Computaion on GPGPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer
• [図書] ACO with Tabu Search on GPUs for Fast Solution of the QAP, Chapter 9, Massively Parallel Evolutionary Computaion on GPGPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: Springer
• [備考] 筒井研究室
  • URL: http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/
• [備考] 筒井研究室
  • URL: http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/