ネットワーク構成の動的変更が可能な並列計算モデルに関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13780231
• 研究機関: 鳥取環境大学
• 研究代表者: 松前 進 鳥取環境大学, 環境情報学部, 講師 (60324828)
• キーワード: 並列アルゴリズム / プロセッサアレイ / メッシュ結合型並列計算機 / ブロードキャストバス / 分割可能バス / 区分バス / シミュレーション / 再構成可能バス

研究概要

本年度は,動的にネットワーク構成の変更が可能なReconfigurable Mesh(RM)及びMesh with Separable Buses(MSB),動的にネットワーク構成の変更ができないMesh with Partitioned Buses(MPB)及びMesh with Multiple Partitioned Buses(MMPB)の,4つの並列計算モデルを対象とした研究を行った.
RMは,基本ネットワークトポロジは格子状であるが,各格子点においてネットワークの接続状況を動的に変化させることができるため,MSB, MPB, MMPBよりもネットワーク変更自由度が高いモデルである.MSB, MPB, MMPBは,各行各列にブロードキャストバスが付加されたメッシュ結合型並列計算モデルである.MSBに配置されるバスは,プログラムの実行中に長さの異なる幾つかのセグメントに動的に分割可能である.MPB及びMMPBに配置されるバスは,あらかじめ決められた区間で静的に分断されている.MSB及びMPBでは各行各列に1本づつバスが付加されるが,MMPBでは各行各列にはL本づつバスが付加される(L>1).
具体的には,次の2つを示した:1)n^2個のプロセッサから成るMSBの任意の1命令を,m^2個のプロセッサを用いて模倣する場合(m<n),m≦n^{3/4}の範囲であればMSBとMPBのどちらを用いても同等の性能が得られ,m≦n^{1/(1+0.5/L)}の範囲であればMSBとMMPBのどちらを用いても同等の性能が得られる,2)n^2個のプロセッサから成るRMの任意の1命令を,より少ないm^2個のプロセッサから成るMPBを用いて効率よく模倣することが可能である.なお,1)の結果は理論的に最適な結果であることも示した.

研究成果

• [文献書誌] Susumu MATSUMAE: "An Efficient Scaling-Simulation of Reconfigurable Meshes by Meshes with Partitioned Buses"Proc. of the 10th Reconfigurable Architectures Workshop (in conjunction with IPDPS2003), IEEE CS press. (掲載予定). (2003)
• [文献書誌] Susumu MATSUMAE: "Simulation of Meshes with Separable Buses by Meshes with Multiple Partitioned Buses"Proc. of the 5th Workshop on Advances in Parallel and Distributed Computational Models (in conjunction with IPDPS2003), IEEE CS press. (掲載予定). (2003)
• [文献書誌] Fukuhito OOSHITA, Susumu MATSUMAE, Toshimitsu MASUZAWA: "Scheduling for Gather Operation in Heterogeneous Parallel Computing Environments"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. (掲載予定). (2003)
• [文献書誌] 大下 福仁, 松前 進, 都倉 信樹, 増澤 利光: "異種並列計算環境におけるブロードキャストスケジューリング"電子通信学会論文誌D-I. Vol.J86,No.2. 88-98 (2003)
• [文献書誌] Susumu MATSUMAE: "An Efficient Scaling-Simulation of a Mesh with Separable Buses by a Mesh with Partitioned Buses"Proc. of the international conference on Networks, Parallel and Distributed Processing, and Applications (NPDPA2002). 40-45 (2002)
• [文献書誌] Fukuhito OOSHITA, Susumu MATSUMAE, Toshimitsu MASUZAWA: "Efficient Gather Operation in Heterogeneous Cluster Systems"Proc. of the 16^<th> Annual International Symposium on High Performance Computing Systems and Applications. 196-204 (2002)
• [文献書誌] 松前 進: "区分バス付メッシュ結合型計算機による分割可能バス付メッシュ結合型計算機のScaling-Simulationアルゴリズム"電子情報通信学会技術研究報告. COMP2001-101. 63-69 (2002)
• [文献書誌] 大下 福仁, 松前 進, 増澤 利光: "異種クラスタシステムにおける収集操作スケジューリング"電子情報通信学会技術研究報告. COMP2001-78. 33-40 (2002)