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2017 年度 実績報告書

複合的・階層的な自動チューニングを実現する数理基盤手法の研究とライブラリの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02708
研究機関東京大学

研究代表者

須田 礼仁  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (40251392)

研究分担者 藤井 昭宏  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 准教授 (10383986)
美添 一樹  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, ユニットリーダー (80449115)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード自動チューニング / 高性能計算 / ベイズ統計 / D-spline / 行列計算 / 探索
研究実績の概要

平成29年度には以下の研究を実施した。第1に、前年までの研究で明らかとなった課題である複合的・階層的自動チューニングを統括する連携コアについて検討した。また、階層メモリを考慮したコード最適化を対象として、チームメンバが開発している自動チューニング言語ppOpen-ATに階層的なコード最適化機能を付加する場合の機能検討と性能評価を行った。
第2に、複合的・階層的自動チューニングのための数理手法として、線形モデルと相関モデルが共存できる数理ライブラリのインタフェースを確定し、初期実装を行った。また反復法が収束しないなど失敗を伴う自動チューニングに対し、成功確率パラメタを導入して複合自動チューニングとして定式化し、数理手法を開発した。またD-splineを補間関数として使うパラメタ選択手法に対しても、性能変動の影響を考慮する手法の研究を行った。
第3に、並列数値計算等における複合的・階層的自動チューニングの研究を行った。上述の階層メモリを考慮したコード最適化をppOpen-ATで行ったほか、Xeon Phi上での三角行列積の11種の実装からの最適化、ならびにマルチグリッドソルバにおける性能変動をともなう自動チューニングに対して研究代表者が開発したATMathCoreLibを適用し、自動チューニングを実現させた。また、ブロック赤黒順序付けにより並列化した MILU(0) 前処理について有名なMAGMAライブラリを上回る性能を達成した。また、時空間マルチグリッド法における複数パラメタの特性の基礎評価を行った。また機械学習、探索、数値シミュレーションを結合したマテリアルサイエンスへの応用、頻出パターンマイニングにおける大規模深さ優先探索の適用により、遺伝子関連解析 GWASへの応用などを実現した。このほか分数階微分方程式の解法、ポアソンディスクサンプリングの高速手法の研究を行った。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

上記以外の論文:Y. Yamamoto: An elementary derivation of the projection method for nonlinear eigenvalue problems based on complex contour integration, in ISBN 978-3-319-62426-6, Springer, pp. 251-266, 2017.

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 11件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 国立台湾大学/国立成功大学(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立台湾大学/国立成功大学
  • [雑誌論文] Solution of a Nonlinear Eigenvalue Problem Using Signed Singular Values2018

    • 著者名/発表者名
      Ooi Kouhei、Mizuno Yoshinori、Sogabe Tomohiro、Yamamoto Yusaku、Zhang Shao-Liang
    • 雑誌名

      East Asian Journal on Applied Mathematics

      巻: 7 ページ: 799~809

    • DOI

      DOI: 10.4208/eajam.181016.300517c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MP-LAMP: Parallel Detection of Statistically Significant Multi-Loci Markers on Cloud Platforms2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Yoshizoe, Aika Terada, and Koji Tsuda
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: bty219 ページ: bty219

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/bty219

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the optimality and sharpness of Laguerre's lower bound on the smallest eigenvalue of a symmetric positive definite matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Yamamoto
    • 雑誌名

      Applications of Mathematics

      巻: 62 ページ: 319-331

    • DOI

      DOI: 10.21136/AM.2017.0022-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The danger of combining block red?black ordering with modified incomplete factorizations and its remedy by perturbation or relaxation2017

    • 著者名/発表者名
      Shioya Akemi、Yamamoto Yusaku
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 35 ページ: 195~216

    • DOI

      DOI:10.1007/s13160-017-0277-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Online Autotuning of Parameters of GA-BiCG2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yamamoto, Yushi Qiu, Masaharu Matsumoto, Reiji Suda
    • 学会等名
      2018 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing
    • 国際学会
  • [学会発表] A case study on modeling the performance of dense matrix computation: Tridiagonalization in the EigenExa eigensolver on the K computer2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Toshiyuki Imamura and Yusaku Yamamoto
    • 学会等名
      iWAPT2018 (accepted)
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration of sparse linear solvers using RDMA communication on PRIMEHPC FX supercomputer2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Fujii, Teruo Tanaka, Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      2018 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT in HPSC 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間並列度および時間並列度の割り当て方に対する考察2018

    • 著者名/発表者名
      依田 凌, 藤井昭宏, 田中 輝雄,中島 研吾
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
  • [学会発表] Consideration on the Optimal Balance Between Space Parallelism and Time Parallelism2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yoda, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka, Kengo Nakajima
    • 学会等名
      SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing, poster
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Cost Multiple One-dimensional d-Spline Parameter Search for Multiple Performance Parameter Estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Teruo Tanaka, Masayoshi Mochizuki, Akihiro Fujii, Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      2018 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT in HPSC 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Embedded-DSL-like code generation and optimization of Bayesian estimation routines with user-defined source-to-source code transformation framework Xevolver2017

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda
    • 学会等名
      International Workshop on Legacy HPC Application Migration (LHAM'17) / CANDAR'17
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合的自動チューニングのための数理ライブラリの構築2017

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムに基づく疎行列解法のパラメタに関するオンライン自動チューニング2017

    • 著者名/発表者名
      山本堅太郎、松本正晴、須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会 第159回 HPC 研究会
  • [学会発表] Fast Maximal Poisson-Disk Sampling by Randomized Tiling2017

    • 著者名/発表者名
      Tong Wang and Reiji Suda
    • 学会等名
      High Performance Graphics 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Roundoff error analysis of the CholeskyQR2 and related algorithms2017

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Yamamoto
    • 学会等名
      PARNUM2017
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロック赤-黒順序付けされた摂動/緩和MILU(0) 前処理法のGPUとマルチコアCPUにおける性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      塩谷明美,山本有作
    • 学会等名
      情報処理学会 SWoPP 2017
  • [学会発表] On using the Cholesky QR method in the full-blocked one-sided Jacobi algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Kudo and Yusaku Yamamoto
    • 学会等名
      PPAM2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 自動チューニング言語ppOpen-ATの機能とオープンCAEへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋
    • 学会等名
      オープンCAEシンポジウム2017
  • [学会発表] ポストムーア時代における有限差分法コードの自動チューニング技法の一考察2017

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋、大島聡史、松本正晴
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
  • [学会発表] データ同化処理への時空間ブロッキング手法の適用と自動チューニング適用の一考察2017

    • 著者名/発表者名
      片桐 孝洋、池田 朋哉、藤川 隼人
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2017年度年会
  • [学会発表] D-Spline Performance Tuning Method Flexibly Responsive to Execution Time Perturbation2017

    • 著者名/発表者名
      Guuing Fan, Masayoshi Mochizuki, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka
    • 学会等名
      12th International Conference on Parallel Processing and Applied Mathematics (PPAM2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数性能パラメタによる自動チューニングにおける性能パラメタ間相関関係の影響2017

    • 著者名/発表者名
      望月大義, 范谷瑛, 藤井昭宏, 田中 輝雄
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年度年会
  • [学会発表] Fast Multidimensional Performance Parameter Estimation with Multiple One-dimensional d-Spline Parameter Search2017

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Mochizuki, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka, Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      The Twelfth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2017)
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] 2018 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT in HPSC 2018)2018

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-25  

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