細粒度並列処理における粒度調整メカニズムの研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07458055
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 弓場 敏嗣 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 教授 (50251723)
• 研究分担者: 山口 喜教 通産省工業技術院電子技術総合研究所, 主任研究官 ; 佐藤 直人 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助手 (30293137) ; 大沢 範高 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助手 (30251721) ; 本多 弘樹 電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助教授 (20199574)
• キーワード: 並列処理 / 並列計算機 / 処理粒度 / 粒度調整 / 並列化コンパイラ / 並列デバッギング / 3次元アニメーション

研究概要

本研究の目的は、分散記憶型並列計算機を利用する場合に、実行するプログラムのもつ並列性を十分に引き出し、適正な処理粒度に計算負荷を分割・統合し、個々の要素プロセッサに適正に分配・配置するメカニズムを明らかにすることである。それによって、並列計算機のハードウェアがもつ並列処理性能を十分に発揮させ、システム全体としての高速化が実現可能であることを検証する。
本研究の最終年度にあたり、並列処理粒度の調整メカニズムの研究として、(1)自動並列化コンパイラ、(2)並列性能デバッギング、(3)並列事象のアニメーション表示、について研究を推進した。コンパイル時に静的に命令の統合を行いスレッドの粒度単位を調整する方法を提案した。与えられた並列プログラムと並列計算機の特性によって定まる最適な処理粒度を計算し、その結果に基づいて、命令列を静的に最適粒度となるようにコンパイルする。有効性の検証にあたっては、電子技術総合研究所が開発した細粒度並列処理アーキテクチャをもつデータ駆動型並列計算機EM-Xを使用した。Doall型とDoacross型の並列ループおよび関数呼び出しについて粒度調整効果が得られ、コンパイラへの組み込みについて見通しを得た。他の並列計算機への同粒度調整メカニズムの適用については今後の課題とした。
また、並列処理における性能のボトルネックを表示し、並列処理粒度を画面上で会話的に調整する性能デバッギングシステムを作成した。さらに、並列事象を3次元アニメーションとして画面表示する方法として、力学系モデルに基づく手法を考案した。プログラミングツールを開発し、並列性能でバッギングへの有効性を認識した。

研究成果

• [文献書誌] 大沢,久野,弓場: "A Performance Debugging System Bared on an Interncl Model" 情報処理学会論文誌. 39・2. 492-505 (1998)
• [文献書誌] 大沢,弓場: "並列プログラムの性態デバッギングを支援するアニメーション化ツール-かのこ-" 並列処理シンポジウム論文集,JSPP'97. 305-312 (1997)
• [文献書誌] 高畠,大沢,弓場,山口: "EM-X用SISALコンパイラにおける並列粒度調整方式" 並列処理シンポジウム論文集,JSPP'97. 37-44 (1997)
• [文献書誌] 山口,大沢,弓場: "3D Animation Based on Dynamic System Modeling for PDES" Proc.9th European Simulation Symposium,ESS97. 259-263 (1997)
• [文献書誌] 大沢,弓場: "Three Dimentionel Animation for Performance Debugging Utliging Human cognitiue Ability" Proc.IFIP Conf.on Human-Computer Interaction. 102-103 (1997)
• [文献書誌] 大沢,弓場: "Animation for Performance Debugging of Parallel Computer Systems" Proc.ACM 2nd Symp.on Virtual Reality Modeling Lang. 101-107 (1997)