超並列原理に基づく情報処理基本体系(成果とりまとめ)

1995 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, 大学院・工学系研究科, 教授 (60011102)
• 研究分担者: 富田 眞治 京都大学, 大学院・工学系研究科, 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。本年度は成果とりまとめの年度として、各班がそれぞれの成果をリファインするとともに、最終のデモンストレーションに向けてそれぞれの成果や開発されたシステムの垂直的な統合化をを行った。
総括班は研究全体の取りまとめを司り、約3か月ごとに会合を開き、各班の研究状況の確認や意見交換などを行った。本年度は、特に成果とりまとめ年度として、3月の第7回「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、過去のシンポジウムの予稿集のCD-ROMの作成など、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B班が開発した超並列言語NCXなどへの移植を行い、各種の実験や性能評価、及び言語開発へのフィードバックを行った:・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の実装を改良すると共に、共有メモリ型計算機、分散メモリ型並列計算機、ワークステーションクラスタなど、種々なアーキテクチヤを持つ並列計算機への対応化を行った。また、幾つかの代表的なベンチマークプログラミングを移植し、それぞれの計算機上で性能評価を行った。更に、その他のMIMD型の超並列型プログラム言語V,ANET-LやABCL/fなどの並列計算機上での開発も行った。
C班では、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・開発した。本年は、D班の作成する超並列計算機JUMPミ1へのCOSの実装に備え、並列ワークステーションをLANで接続した評価用の環境を用意し、その上にJUMP1ミ1のエミュレータとCOSマイクロカーネルをのプロトタイプを結合したCOSエミュレータを設計・実装した。また、D班の開発したプロトタイプボードJUMP-1/3(仮称)へのCOSエミュレータの移植を行った。
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ミ1の研究開発を遂行し、本年度は(1)主要コンポーネントであるメモリベースドプロセッサ(MBP)、キャッシュコントローラ、ネットワークル-タなどのを開発・デバッグを行い、(2)MBPをDSPでソフトウェアシミュレーションして他の部分はJUMP-1と同設計のシステムJUMP-1/2の設計・開発をし、(3)また、JUMP-1の特徴である高速プロセッサ間ネットワークRDTや高速シリアルI/OシステムStaff-Linkの開発・及びCOS開発のために、SUNワークステーションに接続して種々の実験が行える評価用ボードJUMP-1/3の設計・開発を行った。

研究成果

• [文献書誌] Shinji Tomita: "A Proposal of Self Cleanup Cache" Proc.of Intl.Conf.on Parallel Architectures and Compliation Techniques. 298-301 (1995)
• [文献書誌] Shinji Tomita: "TINPAR:A Parallelizing Compiler for Message-Passing Multiprocessors" Proc.of Intl.Symp.on Parallel and Distributed Supercomputing. 214-223 (1995)
• [文献書誌] 金田 悠紀夫: "ソフトウエアDSMにおけるコヒーレントキャッシュシステムの実装と評価" 情報処理学会論文誌. 36. 1719-1728 (1995)
• [文献書誌] 湯浅 太一: "ゲ-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D-1. J78-D-I-2. (1995)
• [文献書誌] Taiichi Yuasa: "SM-1 and Its Language Systems" Parallel Languages and Compiler Research in Lapan Kluwer Academic Press. (1995)
• [文献書誌] Satoshi Matsuoka: "Hierarchical Collections:An Effcient Scheme to Build an Object-Oriented Distributed Class Library for Massively Parallel Computation" International Symposium on Object Technologies for Advanced Software(ISOTAS′96),Springer Lecture Notes in Computer Science. 1049. 96-117 (1996)
• [文献書誌] Akinori Yonezawa: "Compiling Away the Meta-Level in Object-Oriented Concurrent Reflective Languages Using Partial Evaluation" ACM SIGPLAN Conference on Object-Oriented Programming Systems,Languages,and Applications(OOPSLA′95),SIGPLAN Notices. 30-10. 300-315 (1995)
• [文献書誌] 村岡 洋一: "データフロー計算機のためのコンパイル技法" 電子情報通信学会論文誌D-1. J78-D-I-2. 189-199 (1995)
• [文献書誌] Yoshio Oyanagi: "Evaluation of the Hitachi S-3800 Supercomputer using Six Benchmarks" Proc.of Intl.Conf.on Parallel Architectures and Compliation Techniques. 90-1. 58-70 (1995)
• [文献書誌] 白川 友紀: "統計データ解析の並列処理" 統計データ解析の並列処理. 8-1. 15-26 (1995)
• [文献書誌] Makoto Amamiya: "Fine-grain Multi-thread Processor Architecture for Massively Parallel Processing" Proc.First IEEE Symp.High-Performance Computer Architecture(HPCA′95). 308-317 (1995)
• [文献書誌] Makoto Amamiya: "A Dataflow Language with Object-based Extension and Its Implementtation on a Commercially Available Parallel Machine" ACM International Conference on Super Computing(ICS95). 308-317 (1995)
• [文献書誌] Hidehiko Tanaka(編): "The Massively Parallel Processing System JUMP-1" 248 (1996)
• [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7回シンポジウム予稿集" CD-ROM, (1996)