超並列原理に基づく情報処理基本体系

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04235101
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 英彦 東京大学, 工学部, 教授 (60011102)
• 研究分担者: 富田 眞治 京都大学, 工学部, 教授 (40026323) ; 斉藤 信男 慶応大学, 環境情報学部, 教授 (10015977) ; 雨宮 真人 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90202697) ; 村岡 洋一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (50182085)
• キーワード: 超並列処理 / 超並列処理モデル / 超並列計算 / 超並列プログラム言語 / NCX / 超並列オペレーティングシステム / 超並列アーキテクチャ / JUMP-1

研究概要

重点領域研究・超並列は総括班と、4つの研究班、それぞれ(A)超並列アプリケーション班、(B)超並列プログラミング言語班、(C)超並列計算機用OS班、および、(D)超並列アーキテクチャ班で構成されている。以下、各班の本年度の成果を述べる。
総括班は研究全体の取りまとめを司り、約2か月に一度、1-2日に渡る会合を開き、プロジェクト計画の推進のために、各班の研究状況の確認や意見交換などを行った。更に、春夏2回の「超並列」シンポジウムの開催、その際のデモンストレーションの計画、成果をまとめた英文図書の出版計画など、プロジェクトの成果を積極的に国内外にアピールしてゆく活動を幅広く敢行した。
A班は、超並列計算における新たなアルゴリズムやアプリケーションの構築を目的とし、以下のような応用に対し既存並列計算機(富士通AP-1000など)上で研究・開発を行った。:
・熱流体、渦発生のシミュレーション ・弾性体の変形と応力の計算(境界要素法) ・場の計算(境界要素法)とSORによるポアソン方程式求解 ・有限要素法における自動メッシュ分割 ・コンピュータグラフィックスにおける並列レンダリング ・生態系(魚群)の自律型行動シミュレーション ・並列遺伝的プログラミングによるニューラルネットの構造生成 ・実時間音楽情報処理システム
B班では、超並列言語NCXの仕様を定め、商品超並列計算機(AP1000など)をターゲットとする処理系構成を具現化した。特に、NCXをMIMD型マシン上で効率良く実行するために同期点解析、プロセッサ割り付けなど種々の技術開発を行った。また、その他のMIMD型の超並列型プログラム言語VやABCL/fなどの並列計算機上での開発も行った。
C班では、COSは超並列計算機でのマルチユーザの保護と性能、複数のユーザのプログラミングモデルの提供、超並列用入出力機構のサポート、などの特徴を備えた超並列計算機用のOS・COSを設計・開発している。本年は、D班の作成する超並列計算機JUMP-1へのCOSの実装に備え、並列ワークステーションを複数ATMによるLANで接続した評価用の環境を用意し、その上にJUMP-1のエミュレータや、COSマイクロカーネルのプロトタイプ、及び各種超並列サーバ開発用のプラットフォームなどを設計・実装し、評価を行った。
D班では、様々な超並列計算のパラダイムに対応できる共有メモリ超並列計算機JUMP-1の研究開発を遂行しており、本年度はキャッシュコントローラ、メモリベースドプロセッサ、ネットワークル-タなどの主要コンポーネンツの詳細設計を行い、要素LSIを開発した。また、多重高速シリアルリンクによる超並列処理向き広帯域・大容量I/Oシステムの設計や、超並列計算の視覚化ハイビジョン画像出力装置の開発も行った。

研究成果

• [文献書誌] H.Nakada: "A Fleng Compiler for PIE64" Proceedings of Parallel Architectures and Compilation Techniques(PACT'94). 257-266 (1994)
• [文献書誌] 水野 裕識: "CGによる4脚動物の歩行動作生成する実装モデル" 信学会論文誌D-II. J77-6. 1076-1085 (1994)
• [文献書誌] 山名 早人: "並列処理システムにおけるマクロタスク間先行評価方式" 信学会論文誌D-I. J77-5. 343-353 (1994)
• [文献書誌] Shigeru Kusakabe: "Dataflow-Based Lenient Implementation of Functional Language, "Valid,"on Conventional Multi-Processors" Proceedings of Parallel Architectures and Compilation Techniques(PACT'94). 279-288 (1994)
• [文献書誌] 湯浅 太一: "データ並列計算のための拡張C言語NCX" 電子情報通信学会論文誌. J78-D-1-2(掲載予定). (1995)
• [文献書誌] 小宮 常康: "Futureベースの並列Schemeにおける継続の拡張" 情報処理学会論文誌. 35-11. (1994)
• [文献書誌] 村山 正之: "協調的オペレーティングシステムCOSの開発環境" 情報処理学会並列処理シンポジウム論文集(JSPP'94). (1994)
• [文献書誌] 柴村 英智: "超並列計算機のための相互結合網シミュレータ" 情報処理学会論文誌. 35-4. 589-599 (1994)
• [文献書誌] 大西 淑雅: "分散共有メモリモデルに基づくHPC環境の高性能実装と性能評価" 情報処理学会並列シンポジウム論文集(JSPP'94). 311-318 (1994)
• [文献書誌] Masahiro Yasugi: "The Plan-Do Style Compilation Techniquc for Eater Data Transfer in Thread-Based Execution" Proceedings of IFIP/ACM Symposium on Parallel Architectures and Compilation Techniques(PACT'94). 57-66 (1994)
• [文献書誌] Shin-Ichi Mori: "A Distributed Shared Memory Multiprocessor:ASURA -Memory and Cache archiectures-" Proceedings of IEEE Supercomputing'93. (1993)
• [文献書誌] 中島 浩: "レイトレーシング法を高速処理する専用並列レンダリングマシン「熱視線」の要素プロセッサアーキテクチャ -マクロパイプラインアーキテクチャおよび性能評価-" 情報処理学会論文誌. 34-2. 257-272 (1993)
• [文献書誌] 田中 英彦(編): "文部省重点領域「超並列原理に基づく情報処理機本体系」第5回シンポジウム予稿集" (1994)
• [文献書誌] 田中 英彦(編): "文部省重点領域「超並列原理に基づく情報処理機本体系」第6回シンポジウム予稿集" (1995)