超並列計算機のプロトタイプ開発と試作

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06508001
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 富田 真治 京都大学, 工学研究科, 教授 (40026323)
• 研究分担者: 平木 敬 東京大学, 理学部, 教授 (20238348) ; 田中 英彦 東京大学, 工学部, 教授 (60011102) ; 末吉 敏則 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (00117136) ; 金田 悠紀夫 神戸大学, 工学部, 教授 (80107979) ; 天野 英晴 慶応義塾大学, 理工学部, 助教授 (60175932)
• キーワード: 超並列計算機 / ワークステーション・クラスタ / 分散メモリ・システム / キャッシュ・メモリ / 離散シミュレーション / メンテナンス・システム / スケーラビィリティ / 入出力サブシステム

研究概要

本年度の主な研究成果は以下の通りである.
1.超並列システム・ソフトウェア開発支援環境の構築
平成4年度から平成6年度まで行われた重点領域研究,および,本試験研究の成果である,超並列向き相互結合網Recursive Diagonal Tours(RDT)と,超高速入出力システム(STAFF-Link)を使って,通常のワークステーション上に分散共有メモリ環境を構築し,超並列計算機システムのソフトウェア開発を可能とする,ハードウェア・サブシステムを開発した.
2.疑似フルマップ・ディレクトリによるコヒーレンス制御方式の改良
RDTに対応した疑似フルマップ(階層化マップ)方式における,不必要なマルチキャスト・メッセージを削減する方式として,枝刈りキャッシュ方式を提案し,その有効性を検証した.
3.大規模ファイル・システムの試作
各々4台のディスク・サブシステムを備えた16台のワークステーションをSTAFF-Linkで結合し,64台のディスクを並列駆動する超高速ディスク・システムの開発を行った.ワークステーション間の通信では,STAFF-Linkが提供する仮想的な双方向FIFO機能により,ノード間距離に依存する通信遅延を隠蔽し,最大転送速度140Mbpsを達成することができた.
4.超並列向き高密度実装方式の検討
1024台構成を実現するため,システムをCPU基板,クラスタ基板,およびマザ-ボードで構成するための実装方式を検討し,実基板を作成することで,その実現可能性の検証ならびに動作確認を行った.

研究成果

• [文献書誌] 富田真治: "Virtual Queue: 超並列計算機向きメッセージ通信機構" 情報処理学会並列処理シンポジウム'95予稿集. 225-232 (1995)
• [文献書誌] 天野英晴: "超並列計算機JUMP-1のクラスタ間結合網RDTにおける階層マルチキャストによるメモリコヒーレンシ維持法" 情報処理学会並列処理シンポジウム'95予稿集. 257-264 (1995)
• [文献書誌] 富田真治: "SeH-Cleanup Cacheの提案" 情報処理学会並列処理シンポジウム'95予稿集. 265-272 (1995)
• [文献書誌] 末吉敏則: "分散共有メモリに基づくHPC環境の高性能実装と性能評価" 情報処理学会論文誌. 36. 1729-1737 (1995)
• [文献書誌] 小畑正貴: "分散フレームバッファのワークステーション・クラスタへの応用" 電子情報処理学会技術研究報告. CRSY95-50. 1-8 (1995)
• [文献書誌] 金田悠紀夫: "High Performance I/O System of the Distributed Shared-Memory Massively Parallel Computer JUMP-1" Proc. of 7th IASTED-ISMM Int. Conf. on Raralle/and Distributed Computing and Systems. 470-473 (1995)