分散メモリ型SPMDプログラミングモデルに基づく大規模線形計算の効率的な実装技術

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17680001
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西田 晃 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助手 (60302808)
• キーワード: ソフトウェア学 / 計算機システム / ハイパフォーマンス・コンピューティング / シミュレーション工学 / 計算物理

研究概要

初年度においては,標準的な高速ネットワーク技術を比較,検討するとともに,安価で高性能なクラスタシステムの設計を行い,PCI Express, InfiniBand技術を活用した16ノード,32プロセッサ構成のシステムを構築した.これと並行して,SPMD型並列プログラミング言語に関してCray社との間でCo-Array Fortfan(CAF)コンパイラの実装・最適化に関する研究協力を開始し,現在,高速な一方向通信ライブラリであるSHMEMを用いたCAFの実装を,Cray XT3システム上で行っている段階である.
クラスタに対応した並列プログラミング言語については,他に地球シミュレータセンターで開発が進められているMPIベースのHigh Performance Fortran処理系であるfhpfや,報処理開発機構により開発されたOmni OpenMPコンパイラをもとに,MPIベースのソフトウェア分散共有メモリ環境を提供するOmni/CASH MPIなどが開発されている.今年度は,これらの既存の技術の評価もあわせて実施した.この結果,ソフトウェア分散共有メモリについては,バリア同期等の前処理に必要なコストが線形計算の場合に大きいことが分かった.バリア同期の処理コストについては,ソフトウェアの改良により今後改善の余地があると思われるが,一般に通信の多い線形計算に対しては,SPMD型言語の利用が望ましいと考えられる.

研究成果

• [雑誌論文] 広帯域ネットワークを用いたソフトウェア分散共有メモリの実現と性能評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 西田 晃
  • 雑誌名: 情報処理学会研究報告 2006(20) ページ: 187-192
• [雑誌論文] Performance Evaluation of Parallel Sparse Matrix--Vector Products or SGI Altix3700 (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kotakemori, H.Hasegawa, T.Kajiyama A.Nukada, R.Suda, A.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of First International Workshop on OpenMP (IWOMP2005) (in press)
• [雑誌論文] SILC: a Flexible and Environment Independent Interface to Matrix Computation Libraries (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Kajiyama, A.Nukada, H.Hasegawa, R.Suda, A.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of the Sixth International Conference on Parallel Processing and Applied Mathematics (PPAM2005), (in press)
• [雑誌論文] InfiniBandクラスタを用いた疎行列線形代数演算ライブラリの効率的な実装技術 (2005)
  • 著者名/発表者名: 西田 晃
  • 雑誌名: 情報処理学会研究報告 2005(81) ページ: 97-102
• [雑誌論文] Performance Evaluation of a Parallel Iterative Method Library using OpenMP (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Kotakemori, H.Hasegawa, A.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of The 8th International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region (HPC Asia 2005) ページ: 432-436
• [雑誌論文] LAPACK in SILC: Use of a Flexible Application Framework for Matrix Computation Libraries (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Kajiyama, A.Nukada, H.Hasegawa, R.Suda, A.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of The 8th International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region (HPC Asia 2005) ページ: 205-212
• [雑誌論文] Evaluation of Parallel Ag gregate Creation Orders : Smoothed Aggregation Algebraic Multigrid Method (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Fujii, A.Nishida, Y.Oyanagi
  • 雑誌名: IFIP International Federation for Information Processing Vol.172 ページ: 99-122
• [雑誌論文] Parallel Matrix Distribution Library for Sparse Matrix Solvers (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Fujii, R.Suda, A.Nishida
  • 雑誌名: Proceedings of The 8th International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region (HPC Asia 2005) ページ: 213-219
• [雑誌論文] Network-aware Data Mapping on Parallel Molecular Dynamics (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hourai, A.Nishida, Y.Oyanagi
  • 雑誌名: Proceedings of 11th International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS2005) ページ: 126-132