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2019 年度 実績報告書

ディープラーニングを利用した革新的自動チューニング基盤の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K19782
研究機関名古屋大学

研究代表者

片桐 孝洋  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (40345434)

研究分担者 大島 聡史  名古屋大学, 情報基盤センター, 准教授 (40570081)
田中 輝雄  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 教授 (90622837)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードディープラーニング / 自動チューニング / 前処理方式選択 / 疎行列反復解法 / Xabclib / GpGPU / FIBER方式 / 実行時最適化
研究実績の概要

先進計算機アーキテクチャがもたらすチューニング作業の困難性の爆発的増大から、ソフトウェア性能を人手を介さず最大限に引き出す仕組みが求められている。このような状況のもと、利便性の向上と多様な入力や計算機環境での高性能化のため、ソフトウェア自動チューニング(AT)の方式研究を行う。本研究では、ATに関連する方式開発、特に、ディープラーニング(DL)を用いたAT方式の開発を行うことを目的とする。特に疎行列反復解法へのAT適用についてDLを用いた方式を提案することにより、実用性の高いAT方式の構築を目指す。本年度の成果は、以下にまとめられる。
(1)DLを用いた自動チューニング方式開発:(A)数値計算ライブラリには多数の性能パラメタがあるが、収束性に影響し実行時間に大きな影響を及ぼすものに前処理選択がある。そこで本研究では、この前処理選択のAT方式へ活用できるDLを用いたAT方式を開発し,
性能評価を行った。(B)評価対象プログラムの実行時の性能の揺らぎに対しても追随できるような新方式の提案と評価を行なった。
(2)先進計算機環境への適用:GPUやメニーコア環境における数値計算コードの最適化に関する研究を進め、ATDL方式の開発に必要な最新のGPUやメニーコア環境における最適化と、性能評価を行った。
(3)高速な通信方式の開発:スーパーコンピュータ上での高性能実装に関して、RDMA方式による高速な通信実装方式を開発し、疎行列反復解法のアプリ―ションレベルである、共役勾配法を用いて性能評価を行った。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 國家理論科學研究中心(台湾)/国立中央大学(台湾)(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      國家理論科學研究中心(台湾)/国立中央大学(台湾)
  • [国際共同研究] ローレンスバークレー国立研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ローレンスバークレー国立研究所
  • [雑誌論文] Performance evaluation of the MODYLAS application on modern multi-core and many-core environments2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ohshima, Soichiro Suzuki, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri, Yoshimichi Andoh
    • 雑誌名

      2019 IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops (IPDPSW)

      巻: - ページ: 787-796

    • DOI

      10.1109/IPDPSW.2019.00129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Numerous Small Dense-Matrix-Vector Multiplications in H-matrix Arithmetic on GPU2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ohshima, Ichitaro Yamazaki, Akihiro Ida, Rio Yokota
    • 雑誌名

      2019 IEEE 13th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC)

      巻: - ページ: 9-16

    • DOI

      10.1109/MCSoC.2019.00009

  • [雑誌論文] 性能パラメータ推定における評価対象プログラムの実行時間の揺らぎに対応した自動チューニング手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      関直人,范谷瑛,多部田敏樹,藤井昭宏, 田中輝雄
    • 雑誌名

      研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

      巻: 2019-HPC-169 ページ: 1-8

  • [学会発表] Autotuning by Changing Directives and Number of Threads in OpenMP using ppOpen-AT2020

    • 著者名/発表者名
      Toma Sakurai, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai
    • 学会等名
      International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPCAsia2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Auto-tuning Technology in Exascale Era2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      CANDAR'19 (The Seventh International Symposium on Computing and Networking)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OpenACCを用いたGKVベンチマークの並列化2020

    • 著者名/発表者名
      森下誠,大島聡史,片桐孝洋,永井亨
    • 学会等名
      情報処理学会第82回全国大会
  • [学会発表] 外乱のある環境での分散深層学習の性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      山梨祥平,大島聡史,永井亨,片桐孝洋
    • 学会等名
      情報処理学会第82回全国大会
  • [学会発表] 医用画像処理におけるLDDMMのGPU高速化2020

    • 著者名/発表者名
      杉浦拓未,大島聡史,中島大地,片桐孝洋,横田達也,本谷秀堅,永井亨
    • 学会等名
      情報処理学会第82回全国大会
  • [学会発表] Windows MR+Unityの環境におけるプラズマ乱流シミュレーションの可視化2020

    • 著者名/発表者名
      北澤修太, 沼波政倫, 大谷寛明, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨
    • 学会等名
      先進的可視化環境を用いた可視化情報の研究会(VR2019)
  • [学会発表] Stable Automatic Tuning Method for Performance Fluctuation2020

    • 著者名/発表者名
      Naoto seki, Toshiki Tabeta, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka
    • 学会等名
      2020 SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP20)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Optimization technology of Software Auto-Tuning Applied to Machine Learning Software2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Tabeta, Naoto Seki, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka, Hiroyuki Takizawa
    • 学会等名
      International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPCAsia2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Trying to accelerate many small BLAS calculations on GPU2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ohshima
    • 学会等名
      ATAT in HPSC (2019 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Performance Evaluation of Accurate Matrix-matrix Multiplications on GPU Using Sparse Matrix Multiplications2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Ishiguro, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai
    • 学会等名
      International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPCAsia2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] ポストムーア時代に向けた自動チューニングに向けて ~スレッド数の動的最適化~2019

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋、櫻井刀麻
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
  • [学会発表] ポストムーア時代の計算機環境における数値計算カーネル実装の変革2019

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋
    • 学会等名
      2019年並列/分散/協調処理に関する『北見』サマー・ワークショップ (SWoPP2019)
  • [学会発表] 相対的高メモリバンド幅環境における密行列固有値ソルバの実装方式について2019

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年度年会
  • [学会発表] Initial particle distribution based on the centroidal Voronoi tessellation for two-dimensional particle method2019

    • 著者名/発表者名
      Hayate Hasegawa, Masao Ogino, Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Congress on Computational MechanicsProgram (APCOM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] ppOpen-ATによる自動チューニングの実行2019

    • 著者名/発表者名
      関直人
    • 学会等名
      第20回AT研究会オープンアカデミックセッション(ATOS20)
    • 招待講演
  • [備考] Xabclib (eXteneded ABCLib) Project

    • URL

      http://www.abc-lib.org/Xabclib/

  • [学会・シンポジウム開催] The Fourteenth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2019)2019

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公開日: 2021-01-27  

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