| 研究課題/領域番号 |
17K00171
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
藤本 典幸 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90294165)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 高性能計算 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，研究代表者が2016年12月に発表する，組み合わせ最適化問題の最適解を擬似多項式時間および多項式空間で厳密に求める新しい手法（逐次アルゴリズム）を，年々コア数の増加により性能が向上しているマルチコアCPUや，現在注目されており将来も有望な並列計算プラットフォームであるGPUを用いた並列処理により高速化することにより，様々な組み合わせ最適化問題を現実的なメモリ消費量と許容できる計算時間で解けるようにすることである．
本研究の並列化の対象である逐次アルゴリズム（研究代表者が提案）は，多倍長精度の複素数の加減乗除算，平方根演算，（整数のべき指数による）べき乗演算を実行するので，演算間の並列性の利用に加えて，これらの多倍長精度演算の並列化を考える．最終目標はマルチコアCPUとマルチGPUを備えた計算機において，その演算能力をフルに引き出すことであるが，その実現は容易ではないと考えられるため，マルチコアCPUのみの利用，単一GPUの利用，複数GPUの利用，CPUと複数GPUの併用，と段階を踏んで開発を行う．
平成29年度は，組み合わせ最適化問題の部分和問題とナップサック問題を対象に，研究代表者が提案した手法（逐次アルゴリズム）をマルチコアCPUの単一コアのみを利用して実行する実装を開発した．開発した実装は簡潔で高度に抽象化されているため，他の組み合わせ最適化問題への応用が容易であるという特長がある．また，提案手法の実装に必要な多倍長演算の基本演算を単一GPU上で並列に実行するライブラリを開発した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画では，平成29年度は，スレッドセーフなフリーの多倍長演算ライブラリであるMPFRをOpenMPから用いることにより，マルチコアCPUの複数コアを用いた並列実装を開発する予定であったが，マルチコアCPU実装は単一コアの利用までにとどめ，先に単一GPUを用いて多倍長演算を並列実行するライブラリの開発を進めた．
マルチコアCPU実装に関しては，進捗が少し遅れていることになるが，単一GPU実装の開発が前倒しされているので，進捗の遅れが相殺され，全体としてはおおむね順調に進展していると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度に開発した単一GPU実装は，多倍長演算の基本演算の実行速度がまだ遅い状況である．この遅さの原因は，最も重要な基本演算である多倍長乗算が遅いためである．このため平成30年度は，より良いアルゴリズムを用いた多倍長乗算の実装を最優先して行う．またマルチコアCPUの複数コアを用いた実装の開発も並行して行い，平成29年度の遅れを取り戻す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度に発売されると予想していた新型GPUの発売が遅れたため次年度使用額が生じた．次年度分として請求した助成金と合わせて，次年度に発売されると予想される新型GPUを購入する予定である．
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