OpenMPによる次世代高性能クラスタ計算機向け高度並列プログラミング環境の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14208026
• 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, 教授 (60333481)
• 研究分担者: 本多 弘樹 電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助教授 (20199574) ; 松岡 聡 東京工業大学, 学術国際情報センタ, 教授 (20221583) ; 石川 裕 東京大学, 情報理工学系研究科, 助教授 (70345122) ; 朴 泰祐 筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (90209346) ; 田浦 健次朗 東京大学, 情報理工学系研究科, 助教授 (90282714)
• キーワード: OpenMP / クラスタ技術 / 並列処理 / 並列プログラミング環境 / 並列プログラミング言語 / ハイパフォーマンスコンピューティング / 64ビット次世代プロセッサ

研究概要

分散メモリ並列システムであるクラスタで実行するためのコンパイラ技術および実行時支援システム技術について研究し、64ビット化される次世代の高性能クラスタシステムに対して、OpenMPによる並列プログラミングを可能とするプログラミング環境を研究開発する。研究課題は、大きくわけて、次世代クラスタシステム向けOpenMPプログラミングシステムと高度OpenMP並列化支援環境の開発の2つである。当該年度の成果、進捗は以下のとおりである
1.クラスタ向けOpenMPに関しては主要設備備品として、64ビットプロセッサによるクラスタを東京大学に設置し、研究を進めている。開発プラットフォームとして、これを用いてMyrinetで結合したクラスタシステムを構築し、ソフトウエア分散共有メモリシステムの基盤ソフトウエアとして、IA64版のSCoreを実装した。
2.広く使われているfast ethernetおよびGigabit ethernetのクラスタにて、ソフトウエア分散共有メモリSCASH上のOpenMPシステムについて性能評価を行い、ソフトウエア分散共有メモリシステムSCASHの最適化について、検討した。次年度以降、この知見を元に最適化に関する研究を進める。
3.ヘテロクラスタ向けOpenMPシステムについて、ソフトウエア分散共有メモリSCASHを利用し、動的負荷分散OpenMPの拡張機能について設計開発を行い、試作評価を行った。
4.並列化支援システムについては、並列化が可能な部分を検出、解析する技術を開発し、これを用いて、逐次プログラムをユーザが並列化する作業を対話的に支援するシステムおよび、OpenMPプログラムのデータアクセスの競合などを検出する検証技術について、検討、基本設計を行った。
5.数値計算ライブラリの典型的ルーチンとしてFFTを取り上げ、OpenMPでの並列化を行い、性能評価を行った。
6.Fortran95フロントエンドの開発については、基本設計を行い、実装について着手した。

研究成果

• [文献書誌] 石川, 高橋, 朴, 佐藤: "ItaniumプロセッサによるSCoreクラスタ構築に関する検討"情報処理学会、HPC研究会報告. 2002-HPC-92-01. 1-6 (2002)
• [文献書誌] 小島, 佐藤, 原田, 石川, 朴, 高橋: "Ethernetによるクラスタ上での分散共有メモリOpenMP Omni/SCASHの性能評価"情報処理学会、HPC研究会報告. 2002-HPC-91-021. 119-124 (2002)
• [文献書誌] Y.Sakae, S.Matsuoka, M.Sato, H.Harada: "Towards Dynamic Load Balancing Using Page Migration and Loop Re-partitioning on Omni/SCASH"Proceedings of The Fourth European Workshop on OpenMP (EWOMP 2002). (2002)
• [文献書誌] 栄, 松岡, 佐藤, 原田: "Omni/SCASHにおける実行時性能評価に基づく動的負荷分散拡張の実装と評価"情報処理学会、HPC研究会報告. 2003-HPC-93 (HOKKE2003). 131-136 (2003)
• [文献書誌] Mitsuhisa Sato: "OpenMP : Parallel Programming API for Shared Memory Multiprocessors and On-Chip Multiprocessors"Proceedings of Intl. Symposium on System Synthesis. 109-111 (2002)
• [文献書誌] Viet Ha Nguyen, Kenjiro Taura, Akinori Yonezawa: "Parallelizing Programs using Access Traces"6th International Workshop on Languages, Compilers and Runtime Systems for Scalable Computers (LCR 2002). (2002)