SSS型MINにおけるメッセージ結合のスケジューリング

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07750441
• 研究機関: 慶応義塾大学
• 研究代表者: 天野 英晴 慶應義塾大学, 理工学部・電気工学科, 助教授 (60175932)
• キーワード: マルチプロセッサ / 相互結合網 / メッセージ結合 / 性能評価モデル / 同期機構 / スケジューリング / 並列アプリケーション / マルチステージインタコネクションネットワーク

研究概要

本研究の目的はSSS型MINにおけるメッセージ結合機能を実際的な並列アプリケーションプログラム実行時に有効に作動させる構成を提案、実装し、評価することにある。まず現在16プロセッサで稼働中のSSS型MINを用いたマルチプロセッサプロトタイプSNAILに全プロセッサが精密に足並を揃えることのできる、スタート機構と同期機構を付加し、またモニタ用ハードウェアMAIDを改良し、測定能力と安定性を向上させた。さらに、Ethernetインタフエ-スを高速化して、実現的なアプリケーションプログラムの実装を容易にした。
次に並列アプリケーションプログラム集SPLASHの中からMP3D, Water, Barnes-Hut, Choleskyの4つのプログラムをSNAIL上に実装し、上記の同期機構を用いてある程度のスケジューリングを人手で行ない、メッセージ結合機能の効果を調べた。この結果、プログラムによっては総パケット数の15%以上のパケットが結合されることが明らかになった。また、それぞれのアプリケーションプログラムについてのパケットの発生確率、衝突率等を測定した。
一方、プロセッサ数が16より多い場合のメッセージ結合機能の効果を調べるための確率モデルを提案した。このモデルは、ホットスポットが1つの場合について、簡単な式により結合網の通過率を求めることができる。この確率モデルに対してSNAILによる実測値を与えて、プロセッサ数が多い場合のメッセージ結合の効果を調べた。この結果、メッセージ結合はプロセッサ数が100を越える程度から本格的に効果を発揮することが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 塙敏博,天野英晴: "多重出力可能なMINの性能評価" 情報処理学会論文誌. 36-7. 1630-1639 (1995)
• [文献書誌] 笹原,寺田,大和 塙,天野: "SSS型MINに基づくマルチプロセッサSNAIL" 情報処理学会論文誌. 36-7. 1640-1651 (1995)
• [文献書誌] T. Kamei, M. Sasahara H. Amano: "An LSI Implementation of the Simple Serial Synchronized Multistage Interconnection Network" Proc. of the Synthesis and System Integration of Mixed Technologies. 199-206 (1995)
• [文献書誌] A. Funahashi T. Hanawa, H. Amano: "Fault Tolerance of the MIN with multiple outles" Proc. of the IEEE Pacific Rim International symposium on fauot tolerant systems. 204-209 (1995)
• [文献書誌] 塙,寺田,安川 亀井,天野: "SSS型MINにおけるメッセージコンバインの評価" 電子情報通信学会技術研究報告. CPSY95 49. 57-64 (1995)
• [文献書誌] 藤原,鬼頭,山口,天野他: "並列ベンチマークにおけるSNAILの評価" 電子情報通信学会技術研究報告. CPSY95 100. 9-16 (1996)