投機的受信処理によるメッセージ転送の高速化

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680328
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 馬場 敬信 宇都宮大学, 工学部, 教授 (70092616)
• 研究分担者: 大津 金光 宇都宮大学, 工学部, 助手 (00292574) ; 吉永 努 電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助教授 (60210738)
• キーワード: システムオンチップ / 投機実行 / マルチスレッド処理 / ネットワークルータ / 並列処理 / 計算機システム構成

研究概要

今年度の研究成果として、大きく分けて(1)汎用プラットフォーム上でのメッセージ系列の取得・分析、(2)予測アルゴリズムの設計・開発、(3)予測アルゴリズムの実装の3つが挙げられる。
(1)汎用プラットフォーム上でのメッセージ系列の取得・分析
汎用的な環境における評価として、Message Passing Interface(MPI)ライブラリを使用して記述されたNAS Parallel Benchmark(NPB)プログラムを用い、そのメッセージ発生系列やメッセージ内容を詳細に分析した。それらの結果から、MPI関数の発生系列や、その内容について、規則性がみられることを明らかにした。さらに、MPIライブラリを変更することによって、メッセージ受信関数における受信処理の中断時から、実際にメッセージが到着するまでの「アイドル時間」を実測した。
(2)予測アルゴリズムの設計・開発
(1)の結果を基に、我々がこれまでに提案している「受信メッセージ予測法」に対するメッセージの予測アルゴリズムを提案した。具体的には、直前予測アルゴリズム、マルコフ連鎖アルゴリズム、および線形予測アルゴリズムとその誤差を用いたメッセージ予測アルゴリズムが挙げられる。一方、(1)で計測したアイドル時間の長さの系列を基に、(a)アイドル時間の長さを予測し、予測アルゴリズムをそのアイドル時間長に応じて変更させるための手法を提案し、予備評価を行った。
(3)予測アルゴリズムの実装
2で挙げた各予測アルゴリズムを、WSクラスタおよびSun Enterprise3500上のMPIライブラリに対して実装し、その予測成功率や速度向上率などの初期評価を行った。さらに、このMPIライブラリに対して(b)「動的予測アルゴリズム切り替え手法」を導入した。これは、プログラム実行時に予測成功率を求め、この予測成功率の経過を基に上記の予測アルゴリズムを動的に変更することによって、適切な予測アルゴリズムを選択し、予測成功率の向上および予測オーバヘッドの低減を図る手法である。

研究成果

• [文献書誌] 堀田真貴,林匡哉,中村さゆり,吉永努,大津金光,馬場敬信: "適応ルータにおける最適な仮想チャネル数に関する考察"並列処理シンポジウム(JSPP 2000). 189-196 (2000)
• [文献書誌] T.Yoshinaga,M.Hayashi,M.Horita,S.Nakamura,K.Ootsu,and T.Baba: "Recover-x : An Adaptive Router with limited Escape Channels"Proceedings of the Seventh International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS 2000). 272-279 (2000)
• [文献書誌] N.Kohata,T.Yamaguchi,T.Baba,and H.Hashimoto: "Diversity Oriented Evolutionary Parallel Computation based on Cultural Background and its Application"Proceedings of The Fourth Asian Fuzzy Systems Symposium (AFSS 2000). 27-32 (2000)
• [文献書誌] T.Youshinaga,M.Hayashi,M.Horita,S.Nakamura,K.Ootsu,and T.Baba: "Performance Evaluation of the Recover-x Adaptive Router for 2D Torus Networks"Proceedings of World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 2000). 107-112 (2000)
• [文献書誌] T.Baba,T.Yoshinaga,Y.Iwamoto,and K.Ootsu: "Design, Implementation and Evaluation of a Parallel Object-Oriented Language A-NETL"Parallel and Distributed Computing Practices. (accepted). (2000)
• [文献書誌] 足立涼子,岩本善行,大津金光,吉永努,馬場敬信: "異なるプラットフォームにおける受信メッセージ予測法の性能評価"情報処理学会 計算機アーキテクチャ研究会資料. 139-13. 73-78 (2000)
• [文献書誌] 岩本善行,大津金光,吉永努,馬場敬信: "受信メッセージ予測法における予測方式の検討"情報処理学会論文誌. Vol.41,No.9. 2582-2591 (2000)
• [文献書誌] N.Kohata,T.Yamaguchi,T.Baba,and H.Hashimoto: "Diversity Oriented Evolutionary Parallel Computation on Intelligent Agents"2000 IEEE International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation (IECON-2000). 521-526 (2000)