自動ベクトル化/自動並列化コンパイラの研究開発

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02558004
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 津田 孝夫 京都大学, 工学部, 教授 (60025905)
• 研究分担者: 中谷 いつ子 京都大学, 工学部, 教務職員 (40115902) ; 岡部 寿男 京都大学, 工学部, 助手 (20204018) ; 國枝 義敏 京都大学, 工学部, 助教授 (90153311)
• キーワード: ベクトル化 / 並列化 / コンパイラ / 仮想並列計算機 / デバッガ / 依存解析 / 依存グラフ / 同期

研究概要

今年度の研究ならびに作業としては、交付申請書の研究実施計画に沿って、昨年度に引き続き、システム全体の詳細設計、コーディング、各モジュールの単体テストおよび結合・統合テストならびに性能評価を行った。具体的な作業は、1.コンパイラの自動ベクトル化/自動並列化処理部の設計と作成、2.仮想並列ベクトル計算機シミュレータのための効率的なスタッフ機構/同期機構の設計と作成、3.コンパイラの仮想並列ベクトル計算機用目的コード生成部の作成、4.仮想並列ベクトル計算機シミュレータの作成、5.コンパイラ各部の統合テスト、6.システム全体の性能評価である。1.に際しては、他に類を見ない厳密な依存関係解析技術を新たに開発実装するとともに、粒度の大きな並列化を可能とするために、依存グラフをプログラム全体にわたって作成する手法を考案ならびに実現した。この依存グラフは、様々な並列実行の単位を想定して設計されている特徴を持つ。また、種々の粒度の並列タスクの候補を階層的に表現でき、かつ、タスク候補の分割・融合も容易なように設計されている。この新たに提案している階層的依存グラフを用い、各タスク候補の実行時間予測を行った上で、最適と思われる並列タスクを自動生成する技術を確立した。この時間予測では、本研究の設備備品費で購入した実験用計算機TITAN上で、各種実行時ライブラリの実行時間を計測したデータ等を基に、有効性を実際に検証した。2.のシミュレータとしては、日立のスーパーコンピュータS-820用のバージョンがベクトル命令のシミュレーションを含めて稼働している。このシミュレータにも必要となる並列同期/スケジューリング/スタック管理等の機構は、実行時ライブラリとして同様に実現され、コンパイラが生成する目的コードと連携して、効率よく並列実行を進めるものである。

研究成果

• [文献書誌] Takao TSUDA: "V-Pascal:An Automatic Vectorizing Compiler for Pascal with No Language Extensions" Journal of Supercomputing,Kluwer Academic Publishers. 4. 251-275 (1990)
• [文献書誌] 國枝 義敏: "多重ループにわたる配列データ依存関係解析法" 情報処理学会論文誌. 32. 383-395 (1991)
• [文献書誌] 中村 素典: "自動ベクトル化コンパイラにおけるイディオム認識法" 情報処理学会論文誌. 32. 491-503 (1991)
• [文献書誌] Aki MATSUMOTO: "Dependence Analysis between Pointer References in Pascal" Proceedings of the International Symposium on Super-computing(Kyushu University Press). 28-37 (1991)
• [文献書誌] Tetsutaro UEHARA: "Benchmarking Vector Indirect Load/Store Instructions" Supercomputer,ASFRA(The Netherlands). 8. 57-74 (1991)
• [文献書誌] Takao TSUDA: "Design and Implementation of a Vectorizing Compiler for the Block-structured Language Pascal" Supercomputer,ASFRA(The Netherlands). 8. 12-21 (1991)
• [文献書誌] 岡部 寿男: "バス結合マルチプロセッサ型ベクトル計算機における線形計算アルゴリズムの評価" 情報処理学会第45回全国大会講演論文集. 分冊5. 133-134 (1992)
• [文献書誌] 中村 素典: "回帰的なデータ参照を伴う演算の自動ベクトル化" 情報処理学会第45回全国大会講演論文集. 分冊5. 53-54 (1992)
• [文献書誌] 末廣 謙二: "WHILE型ループの自動ベクトル化・並列化" 情報処理学会第45回全国大会講演論文集. 分冊5. 51-52 (1992)
• [文献書誌] 岡部 寿男: "ベクトル計算機における拡張記憶の拡張主記憶記憶としての仮想化ーリストベクトルの利用による配列の格子状分割ー" 日本ソフトウェア科学会第9回大会論文集. 481-484 (1992)
• [文献書誌] 水沼 一郎: "記号定数及び非線形式を含む多重ループのデータ依存解析" 日本ソフトウェア科学会第9回大会論文集. 485-488 (1992)