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

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K19807
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分60090:高性能計算関連
• 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コンピューティング / チェックポイント / ＣＵＤＡ

研究成果の概要

計算実行中の障害や実行時間制限のある共用システムで長時間要する計算を行うときには実行状態を保存するチェックポイント技術が有効である。ユーザのプログラムを修正する必要がないシステムレベルチェックポイントではＣＰＵのメモリのイメージを保存する仕組みでありＧＰＵアプリケーションに対応していない。ＧＰＵのランタイムライブラリを置き換えることによってＧＰＵ側の状態をＣＰＵメモリに保存し、また再開時にはそのデータからＧＰＵ側の状態を再構築する技術を確立した。再構築するためにはＧＰＵにアクセスするプロセスを分離することが必須で、ライブラリ関数の呼び出しをプロセス間でリレーする方式を採用した。

自由記述の分野

GPUコンピューティング

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在ＧＰＵコンピューティングで主流となっているＮＶＩＤＩＡ社のＧＰＵに関して、ＣＵＤＡで開発されたアプリケーションの実行バイナリを改変することなくチェックポイントに対応するソフトウェアの確立に成功した。プロセスを分離する方式を採用していることによってライブラリ関数の呼び出しやＣＰＵとＧＰＵ間のデータ転送にオーバヘッドが生じる。主要な関数や実アプリケーションについてオーバヘッドの評価を行ったところ、ＧＰＵが十分に活用されているような状況ではオーバヘッドが非常に小さいことを確認している。