計算物理学分野のGridアプリケーションと並列プログラミングシステムの研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14019011
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 佐藤 三久 筑波大学, 電子・情報工学系・計算物理学研究センター, 教授 (60333481)
• 研究分担者: 高橋 大介 筑波大学, 電子・情報工学系・計算物理学研究センター, 講師 (00292714) ; 朴 泰祐 筑波大学, 電子・情報工学系・計算物理学研究センター, 助教授 (90209346)
• キーワード: グリッドコンピューティング / 広域分散並列処理 / 遠隔手続き呼び出し / OpenMP / 並列プログラミング / 計算物理学

研究概要

本研究の目的は、計算物理学分野のアプリケーションに焦点を当て、Grid技術による広域並列分散コンピューティングにより新たな展開が可能になる応用の探索的技術開発と、それを支援する並列プログラミングシステムを構築することである。
当該年度においては、Grid上の並列プログラミングのための遠隔呼び出しを行う機構OmniRPCの実装を行った。Grid環境の標準的なミドルウエアであるGlobusシステム上でつかえる他、一般に広く用いられているssh上でも動作する。また、並列プログラミングインタフェースOpenMPを利用して、簡便に並列プログラミングができるほか、複数のクラスタを同時に簡単に用いるためにリモートノードにおいてagentプロセスを起動し、このプロセスによるリモートプログラムの起動、通信のプロキシを実装した。これにより、呼び出しを高速化できるほか、クラスタを1つのコネクションで用いることができるため、スケーラブルなシステムを構築できる。広域および局所のクラスク環境において性能評価を行った。現在、開発したソフトウエアについては公開の準備をしており、準備が整い次第公開することになっている。
さらに、計算物理学分野のアプリケーションを調査、Grid環境に適したアプリケーションを選定し、開発したGrid並列プログラミングシステムを用いて実装を行った。OmniRPCを用いたアプリケーションとして、重力計算専用高速計算機であるGRAPE-6をOmniRPCを用いて、広域環境で共有し汎用計算機と融合計算を行うHMCS-G(Heterogeneous Multi-computer System)システムを開発した。OmniRPCを用いることにより、グリッド環境において認証等を簡便に行うことができるほか、RPCによる明確なプログラミングインタフェースを与えることができる。性能の評価を行い、実際のアプリケーションにおいて遠隔からの利用が可能であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] 佐藤, 朴, 高橋: "OmniRPC:グリッド環境での並列プログラミングのためのGrid RPCシステム"情報処理学会HPC研究会研究報告. 092-007. 37-42 (2002)
• [文献書誌] M.Sato, T.Boku, D.Takahashi: "OmniRPC : a Grid RPC System for Parallel Programming in Cluster and Grid Environment"Proceedings of CCGrid 2003. (発表予定). (2003)
• [文献書誌] Boku, Sato, Onuma, Makino, Susa, Takahashi, Umemura, Ukawa: "HMCS-G : Grid-enabled Hybrid Computing System for Computational Astrophysics"GANO3 Workshop in Proceedings of CCGrid2003. (発表予定). (2003)
• [文献書誌] 朴, 牧野, 須佐, 梅村, 福重, 宇川: "Heterogeneous Multi-Computer Systemにおける重力効果を含む宇宙輻射流体計算"情報処理学会研究会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティングシステム. 43,SIG6(HPS5). 219-229 (2002)
• [文献書誌] Mitsuhisa Sato: "OmniRPC : a grid RPC for Grid parallel programming"ACI Grid ASP & CGP2P Workshop, ENS Lyon, France. (2002)