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2015 年度 実績報告書

スパコン向け高速・高精度な部分特異値分解ソルバの開発と公開

研究課題

研究課題/領域番号 13J02820
研究機関京都大学

研究代表者

石上 裕之  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード特異値分解 / 並列計算 / 2分法 / 再直交化付きブロック逆反復法 / 固有値分解 / 性能モデリング
研究実績の概要

3年目にあたる平成27年度では, 設計した部分特異対計算アルゴリズムの中核である, 帯行列の特異値・特異ベクトル(特異対)を計算する並列アルゴリズムの実装と性能評価を中心に研究を行った. 成果物であるソースコードについては, 順次公開している.

1) 帯行列向け2分法と再直交化付きブロック逆反復法による並列特異対計算ソルバの実装および性能評価: 2分法の高い並列性に着目し, 村田によって提案された2重対角化を経由しない手法を現代計算機アーキテクチャ向けに並列実装したものを提案している. 更に, 昨年度までに開発した再直交化付きブロック逆反復法を拡張したものを実装することで, 従来の逆反復法よりも高い並列化効率と大幅な計算時間の削減を実現できることを性能評価によって示した. 以上の成果は,部分特異対計算の既存の枠組みにおける困難を克服するもので,並列プロセス数の増加というスーパーコンピュータのトレンドに即したものと言える.また, 国際ワークショップの招待講演として口頭発表を行い, 成果をまとめた論文を投稿中である.

2) データ再利用性の高い再直交化プロセス計算法の応用および性能評価: 昨年度開発した, 再直交化プロセス計算のためのデータ再利用性の高い並列アルゴリズムの, 大規模疎行列向け特異対計算アルゴリズムへの応用についての研究も継続した. ここで, 開発した並列アルゴリズムの性能は,計算機に搭載されているCPUのキャッシュ容量に依存することがわかっていた.そこで,性能の議論のためのモデル式を構成し,性能予測が可能であることを示した.この性能予測も踏まえた成果をまとめたものについては,査読付き論文誌への採録が決定している.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち謝辞記載あり 4件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Golub-Kahan-Lanczos Algorithm with Reorthogonalization by Classical Gram-Schmidt Algorithm and OpenMP2016

    • 著者名/発表者名
      Masami Takata, Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yuki Fujii, Hiroki Tanaka, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌:数理モデル化と応用(TOM)

      巻: 9 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Xeon Phiにおける並列2分法による固有値計算の性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      石上裕之, 木村欣司, 中村佳正
    • 雑誌名

      研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC)

      巻: 2015-HPC-150, No.14 ページ: 1--8

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Golub-Kahan-Lanczos Algorithm with Reorthogonalization by Classical Gram-Schmidt Algorithm and OpenMP2015

    • 著者名/発表者名
      Masami Takata, Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yuki Fujii, Hiroki Tanaka, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of 2015 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications (PDPTA2015)

      巻: II ページ: 243--249

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A New Parallel Symmetric Tridiagonal Eigensolver Based on Bisection and Inverse Iteration Algorithms for Shared-memory Multi-core Processors2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of Tenth International Conference on P2P, Parallel, Grid, Cloud and Internet Computing (3PGCIC 2015)

      巻: なし ページ: 216--223

    • DOI

      10.1109/3PGCIC.2015.26

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A New Parallel Symmetric Tridiagonal Eigensolver Based on Bisection and Inverse Iteration Algorithms for Shared-memory Multi-core Processors2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      10th International Conference on P2P, Parallel, Grid, Cloud and Internet Computing (3PGCIC 2015)
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2015-11-04 – 2015-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Bisection and Inverse Iteration Algorithms for Computing Eigenpair Subsets of Symmetric Band Matrices2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      EPASA2015: International Workshop on Eigenvalue Problems: Algorithms; Software and Applications, in Petascale Computingr Network Algorithms in Materials Science
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Xeon Phiにおける並列2分法による固有値計算の性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      石上裕之, 木村欣司, 中村佳正
    • 学会等名
      第150回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会 (2015年並列/分散/協調処理に関する『別府』サマー・ワークショップ (SWoPP2015))
    • 発表場所
      ビーコンプラザ 別府国際コンベンションセンター(大分県・別府市)
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-04
  • [学会発表] Performance Evaluation of Golub-Kahan-Lanczos Algorithm with Reorthogonalization by Classical Gram-Schmidt Algorithm and OpenMP2015

    • 著者名/発表者名
      Masami Takata, Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yuki Fujii, Hiroki Tanaka, Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      the 2015 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications (PDPTA2015)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2015-07-27 – 2015-07-27
    • 国際学会
  • [備考] 研究者個人webサイト

    • URL

      http://www-is.amp.i.kyoto-u.ac.jp/lab/hishigami/

  • [備考] 研究成果(ソースコード)の公開webサイト

    • URL

      http://www-is.amp.i.kyoto-u.ac.jp/kkimur/LAPROGNC/LAPROGNC.html

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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