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2005 年度 実績報告書

スーパクラスタを指向した性能拡張性をもつソフトウェア分散共有記憶方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16300004
研究機関電気通信大学

研究代表者

弓場 敏嗣  電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 教授 (50251723)

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)
吉瀬 謙二  電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助手 (50323887)
片桐 孝洋  電気通信大学, 大学院情報システム学研究科, 助手 (40345434)
塚本 享治  東京工科大学, メディア学部, 教授 (90386764)
キーワードソフトウェア分散共有記憶 / クラスタコンピューティング / 性能拡張性 / 並列処理 / 一貫性プロトコル
研究概要

■研究の目的
スーパクラスタの有用性の向上を狙いとして、性能拡張性をもつソフトウェア分散共有記憶システムをマルチクラスタ上に構築する。効率低下の原因となるプロセッサ間の頻繁な一貫性制御のための通信の発生を抑制し、クラスタ間の通信量を削減する。応用プログラムのデータ配置において、データ参照・書き込みの局所性を考慮する。ソフトウェア分散共有記憶システムにおける通信オーバヘッドを削減し、マルチクラスタにおける性能拡張性の阻害要因を克服する方策を実現する。
■当該年度の研究実績
平成17年度においては、マルチクラスタ環境に適性があるホームベース型ソフトウェア分散共有記憶システムMocha Version0.2を構築した。Mochaは、ページ要求時の受信通知を削除することにより、通信オーバヘッドを削減する方式を採用している。それによって、ソフトウェア分散共有記憶システムにおける性能拡張性が得られることを狙いとしている。同方式の有効性を評価するために、16ノードからなるクラスタで行列計算を行ったところ、従来版に比べ92%の速度向上を実現した。Mocha Version0.2のソースプログラムを、Webを通じて一般公開した。その他の主な研究成果は、以下の通りである。
1.通信オーバヘッドの削減効果について、いくつかのベンチマークプログラムを用いて定量的に評価した。公開されているソフトウェア分散共有記憶システムTreadMarksとJiaJiaとの性能比較を行い、提案方式の有用性を検証した。
2.ソフトウェア分散共有記憶を利用した粗粒度タスクの並列処理方式を提案し、その有効性を評価した。メッセージ受渡しを利用する方式に比べ、最大25%の速度向上が得られた。
3.マルチクラスタ向けの高効率ソフトウェア分散共有記憶システムの実現に向けて、下記の課題を検討した。
●実行過程を可視化する開発支援ツールSCATを用いた応用プログラムの性能チューニング
●ソフトウェア分散共有記憶システムへのページ転送予測機構の組み込み
●メッセージ受渡し方式と分散共有記憶方式の優位性に関する定量的評価

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] ABCLibScript : A Directive to support Specification of An Auto-tuning Facility for Numerical Software2006

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri, Kenji Kise, Hiroki Honda, Toshitsugu Yuba
    • 雑誌名

      Parallel Computing, Elsevier Pub. 32・1

      ページ: 92-112

  • [雑誌論文] Alphaアーキテクチャ用COINSマシン記述の実装とGCCとの比較2006

    • 著者名/発表者名
      塚本智博, 吉瀬謙二, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      情報処理学会 研究報告 ARC-166

  • [雑誌論文] ソフトウェアDSM開発支援ツールを利用したアプリケーションの高速化2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥, 坂口朋也, 吉瀬謙二, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      情報処理学会 研究報告 ARC-167 HPC-105

  • [雑誌論文] 不均質なクラスタ環境を対象とするデータ再配置による動的負荷分散機構の設計と実装2006

    • 著者名/発表者名
      野口繁一, 吉瀬謙二, 片桐孝洋, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      情報処理学会 研究報告 DSM-40

  • [雑誌論文] Bimode-Plus分岐予測器の提案2005

    • 著者名/発表者名
      吉瀬謙二, 片桐孝洋, 本多弘樹, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 コンピューティングシステム 46・SIG7(ACS10)

      ページ: 85-102

  • [雑誌論文] S-DSMシステムにおけるページ要求時の受信通知を削減する方式2005

    • 著者名/発表者名
      吉瀬謙二, 田邊浩志, 多忠行, 片桐孝洋, 本多弘樹, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 コンピューティングシステム 46・SIG12(ACS11)

      ページ: 170-180

  • [雑誌論文] A Time-to-live Based Reservation Algorithm on Fully Decentralized Resource Discovery in Grid Computing2005

    • 著者名/発表者名
      Sanya Tangpongprasit, Takahiro Katagiri, Kenji Kise, Hiroki Honda, Toshitsugu Yuba
    • 雑誌名

      Parallel Computing, Elsevier Pub. 31・6

      ページ: 529-543

  • [雑誌論文] Evaluation of the Acknowledgment Reduction Software-DSM System2005

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kise, Takahiro Katagiri, Hiroki Honda, Toshitsugu Yuba
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sixth International Conference on Parallel Processing and Applied Mathematics (PPAM2005)

  • [雑誌論文] Macro-Dataflow using Software Distributed Shared Memory2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tanabe, Hiroki Honda, Toshitsugu Yuba
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Cluster Computing (CLUSTER2005)

  • [雑誌論文] S-DSMシステムにおけるページ要求時の受信通知を削除する方式2005

    • 著者名/発表者名
      吉瀬謙二, 田邊浩志, 多忠行, 片桐孝洋, 本多弘樹, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      先進的計算基盤システムシンポジウム SACSIS2005論文集

      ページ: 349-358

  • [雑誌論文] CPUとGPUの並列処理による行列積和演算方式の提案2005

    • 著者名/発表者名
      大島聡史, 吉瀬謙二, 片桐孝洋, 弓場敏嗣
    • 雑誌名

      情報処理学会 研究報告 ARC-164

      ページ: 139-144

  • [雑誌論文] Towards Scalable and Simple Software-DSM Systems2005

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kise, Takahiro Katagiri, Hiroki Honda, Toshitsugu Yuba
    • 雑誌名

      Poster of the 20th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP2005)

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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