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2022 年度 実施状況報告書

GPUアプリケーションに対するシステムレベルのチェックポイント技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K19807
研究機関筑波大学

研究代表者

額田 彰  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (40545688)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードGPU / チェックポイント
研究実績の概要

GPUアプリケーションを対象とするシステムレベルチェックポイントの実現という研究課題でこれまでNVIDIAのGPUとCUDA C/C++というプログラミング手法を対象としてきた。アプリケーションのバイナリーをそのまま使い、動的リンクされるライブラリ側をチェックポイント機能を追加したものに入れ替えることによって透過的なチェックポイントを実現している。本手法はOpenCLやAMDのHIPのような同等のAPIを用いるアプリケーションについても適用可能であると考えられる。一方でOpenACC、OpenMPなどのディレクティブ挿入によるGPUプログラミングが主流となってきている。これらのアプリケーションバイナリーに対してチェックポイント機能を組み込んだランタイムライブラリを実装することは理論的には可能であるが、CUDA APIのように公開されたAPIではないため解析に時間がかかり事実上不可能である。またこれらのプログラミング手法ではより容易になるUnified memoryの使用が推奨されている。このUnified memoryはホスト側でもデバイス側でも有効なアドレスを持ち、これがリスタート時にGPU側のアドレス空間を再現するということを難しくする。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究で導入した機器の修理がコロナ禍の工場封鎖や不安定な物流などの影響を受けて時間がかかっている。管理者権限が必要な評価はこれまで古い世代のGPUを搭載するシステムで行ってきたが、機材が戻ってき次第評価を行う。

今後の研究の推進方策

令和5年度は最終年度として、これまで研究してきた各種技術を最新のハードウェア及びソフトウェア環境で評価を行い、互換性等に問題ないかの確認を行う。またそれらを拡張することによって可能となる関連技術についての検討を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍の影響で実験用計算機の導入が難しくなっている。次年度では最終年度として成果発表の旅費や論文投稿料に主としてあて、最新GPUの利用料にも一部あてる予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Accelerating data transfer between host and device using idle GPU2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsugi Yuya、Nukada Akira
    • 雑誌名

      GPGPU '22: Proceedings of the 14th Workshop on General Purpose Processing Using GPU

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1145/3530390.3532732

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient high-precision integer multiplication on the GPU2022

    • 著者名/発表者名
      Dieguez Adrian P、Amor Margarita、Doallo Ramon、Nukada Akira、Matsuoka Satoshi
    • 雑誌名

      The International Journal of High Performance Computing Applications

      巻: 36 ページ: 356-369

    • DOI

      10.1177/10943420221077964

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] GPU Acceleration of OpenSWPC using DO CONCURRENT2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsumasa Seimi, Akira Nukada
    • 学会等名
      GPU Technology Conference 2023 Spring
    • 国際学会
  • [学会発表] DO CONCURRENT構文によるOpenSWPCのGPU化2023

    • 著者名/発表者名
      勢見 達将, 額田 彰
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会

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公開日: 2023-12-25  

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