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2018 年度 実績報告書

Approximate Computing ネットワークの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H02816
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

鯉渕 道紘  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (40413926)

研究分担者 松谷 宏紀  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70611135)
石井 紀代  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90612177)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード相互結合網 / Approximate Computing / 計算機システム / フォトニックネットワーク / ハイパフォーマンス・コンピューティング
研究実績の概要

本年度は,まず,複数アプリケーションが混在する環境で,通信遅延を改善しながら、消費電力面で最適なネットワークを構成し,利用する技術を検討した.具体的には,(1)並列ジョブの計算ノードへのマッピング,(2)ソフトエラーの発生機会を減らすべくホップ数を削減する最適化を施した集合通信技術の二つを開発し,それらの有効性を評価した.
次に,MapReduce を用いた並列処理系の事例を示した.具体的には,性能のボトルネックになる「もっとも処理の遅いノード」に対する処理技術の開発した.すなわち,FPGA ベースの 40Gbit Ethernet スイッチで代理応答するシステムを構築し,有用性を評価した.
最後に,データセンタおよびHPC利用のために通信技術の最新技術動向を調査し,最新の光ネットワークアーキテクチャへの技術移転の方法を示した.現在,光送受信機技術に関して、400Gbps超通信を想定したショートリーチへのデジタルコヒーレント技術適用と簡易FEC(Forward Error Correction)技術の開発が活発化している.これらのデジタルコヒーレント技術と簡易FEC技術は,要求された信頼性を満たしながらも,電力と性能面での最適化を行うため,本研究で提案しているApproximateネットワーク技術の考え方が適用可能である.つまり,シリコンフォトニクス光スイッチを用いる場合の光経路品質,特に,挿入損失と光増幅器配置について,本成果が活用できる可能性が高いという結論にいたった.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 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 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ハワイ大学マノア校(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ハワイ大学マノア校
  • [雑誌論文] Low-Reliable Low-Latency Networks Optimized for HPC Parallel Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Truong Thao Nguyen, Hiroki Matsutani, Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      Proc. of the 17th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications (NCA)

      巻: - ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/NCA.2018.8548063

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Impact of Job Mapping on Random Network Topology2018

    • 著者名/発表者名
      Yao Hu, Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      CANDAR Workshops(CSA)

      巻: - ページ: 79-85

    • DOI

      10.1109/CANDARW.2018.00024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proxy Responses by FPGA-based Switch for MapReduce Stragglers2018

    • 著者名/発表者名
      Koya Mitsuzuka, Michihiro Koibuchi, Hideharu Amano, Hiroki Matsutani
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101-D ページ: 2258-2268

    • DOI

      10.1587/transinf.2017EDP7287

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Collective Communication on Random Network Topology2018

    • 著者名/発表者名
      Ke Cui, Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      CANDAR Workshops(CSA)

      巻: - ページ: 159-162

    • DOI

      10.1109/CANDARW.2018.00036

    • 査読あり
  • [学会発表] Approximate HPC Networks for Imperfect Computing2019

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Koibuchi
    • 学会等名
      CREST International Symposium on Big Data Application
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-Latency Error-Prone Optical Networks for Fast Approximate Computation on High-End Datacenters2019

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Koibuchi
    • 学会等名
      OECC/PSC2019 (24th Optoelectronics and Communiucations Conference / International Conference on Photonics in Swiching and Computing 2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photonics in Switching and Computing PSC2018報告ネットワークシステムアーキテクチャ関連2019

    • 著者名/発表者名
      石井 紀代, 並木 周
    • 学会等名
      電子情報通信学会EXAT研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 光無線によるビッグデータ処理向け相互結合網の研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      総務省関東総合通信局,戦略的情報通 信研究開発セミナー2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Approximate Computing と関連する通信技術2018

    • 著者名/発表者名
      鯉渕 道紘
    • 学会等名
      光ネットワーク産業・技術研究会, 第3回討論会公開ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly available optical physical layer for future telecom and datacom networks2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyo Ishii, Shu Namiki
    • 学会等名
      CANDAR workshop (CANREXI)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Approximate ネットワークに関する研究

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~koibuchi/research08.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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