プログラム変換による疎結合並列計算機の耐故障化に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680332
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 横田 治夫 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (10242570)
• 研究分担者: 杉野 栄二 岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 講師 (10293391)
• キーワード: 超並列システム / 耐故障ソフトウェア / プログラム変換 / プライマリ・バックアップ方式 / ステイトマシン方式 / リブリケーション

研究概要

近年の超並列システムの実用化に伴い、超並列システムの耐故障化の要求は非常に大きくなっている。我々は、専用のハードウェアやオペレーティングシステムを想定せず、並列ソフトウェアによって要素プロセッサの故障をマスクする方法を提案した。要素プロセッサが故障した場合には、その故障をソフトウェアで検出し、そのプロセッサを用いず故障していないプロセッサだけでプログラムを続行させるような機構をプライマリ・バックアップ手法とステイトマシン手法を混合させることで並列ソフトウェアに持たせて実現することができる。しかし、個々のプログラマが耐故障を前提に並列プログラムを作成することは、プログラマへの負担が大きくなり過ぎる。そこで、並列プログラムを自動変換することによって要素プロセッサの故障をマスクする耐故障並列ソフトウェアを実現する方法に関して並列論理型言語をベースに検討を行い、実装を行った。さらに、一般に並列システムを耐故障計算機として用いる際には、並列構成要素を耐故障性を得るための冗長要素として用いるため、信頼性の向上に反して最大性能は減少する.と同時に、ソフトウェアによる耐故障化では、もとのプログラムに余分に加えられる処理についての性能低下を考慮しなければならない。従って、単に信頼性の向上が得られたことを示しても耐故障化による利得は示せない。そこで、信頼性の向上と性能低下を考慮に入れた評価指標を定義し、その指標に基づいて耐故障並列ソフトウェアにとって実用に耐える実行環境についても考察を行った。

研究成果

• [文献書誌] 杉野 栄二: "疎結合並列システム向け耐故障化並列プログラムの実行オーバーヘッド" 情報処理学会 並列処理シンポジウムJSPP'97論文集. 361-368 (1997)
• [文献書誌] 杉野 栄二: "疎結合並列計算機における耐故障並列プログラムの実行性能に関する考察" 電子情報通信学会 通信技法. FTS97-26. 71-78 (1997)
• [文献書誌] 味松 康行: "耐故障並列ディスクシステムにおける通信衝突の影響" 電子情報通信学会 通信技法. FTS97-31. (1997)
• [文献書誌] 狩野 光徳: "分散型データベースにおける複製データの動的配置制御" 電子情報通信学会 第9回データ工学ワークショップ論文集. 414-419 (1998)
• [文献書誌] Haruo Yokota: "Techniques for Implementing Sophisticated Parallel Information Servers" Advanced Database Systems for Integration of Media and User Envirinments '98. 162-172 (19988)
• [文献書誌] 杉野,栄二: "耐故障並列ソフトウェアの性能と信頼性に関する解析" 電子情報通信学会論文誌(D-I). J81-D-I,11. 1219-1227 (1998)
• [文献書誌] Haruo Yokota: "Fat-Btree: An Update-Conscious Parallel Directory Structure" IEEE Inernational Conference on Data Engineering '99. (1999)