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2011 年度 実績報告書

マルチコア複合環境を指向した適応型自動チューニング技術

研究課題

研究課題/領域番号 21300013
研究機関電気通信大学

研究代表者

今村 俊幸  電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (60361838)

研究分担者 片桐 孝洋  東京大学, 情報基盤センター, 准教授 (40345434)
須田 礼仁  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (40251392)
高橋 大介  筑波大学, システム情報工学研究科, 准教授 (00292714)
山本 有作  神戸大学, 工学研究科, 教授 (20362288)
中島 研吾  東京大学, 情報基盤センター, 教授 (20376528)
キーワードマルチコア / 実行時最適化 / 動的負荷分散 / ハイブリッド並列プログラミングモデル / GPGPU / QR分解 / 固有値計算 / 高性能BLAS
研究概要

スパコンのトレンドとなったマルチコアCPU・マルチGPUに対する「自動チューニング技術」に関して、多様かつ多数の計算機アーキテクチャの動的な変化や過去の統計情報を適切に分析し取り扱うことにより、適応的かつ自動的にチューニング作業が達成されることが本研究の目的である。昨年度までの研究成果を踏襲して、本年度は最終年度として総括となるべき研究を実施した。特筆すべき研究成果は以下の様になる。
1)【今村・山本・片桐】による次世代スパコン「京」やマルチコア+マルチGPU超並列環境向け固有値計算、TSQRの研究
2)【今村】によるGPU向けBLASに対する自動チューニング手法の提案
3)【高橋】によるマルチコアクラスタにおける3次元FFTの研究、特に全体全通信の自動チューニング
4)【中島】によ多重格子法でのハイブリッド並列プログラミングモデルの影響調査、階層型領域間境界分割に基づく前処理への適用研究
5)【須田】による動的変化に適応するベイズ推定に基づく準最適実験計画の研究
6)【片桐】による疎行列反復解放の自動チューニングの研究
7)【山本】による非対称および特異値計算のためのCPUとGPUの協調計算と性能モデルに基づく負荷分散方式の研究
など、当初の研究計画に従って一定以上の成果が得られている。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] CUDA環境下でのDGEMV関数の性能安定化・自動チューニングに関する考察2011

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: Vol.4, No.4 ページ: 158-168

    • URL

      https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/index.php?active_action=repository_view_main_item_detail & item_id=78061 & item_no=1 & page_id=13 & block_id=8

  • [雑誌論文] Development of a High Performance Eigensolver on the Peta-Scale Next Generation Supercomputer System2011

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Imamura, Susumu Yamada, Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Progress in Nuclear Science and Technology, the Atomic Energy Society of Japan

      巻: 2 ページ: 643-650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct extension of the density-matrix renormalization group method to ward two-dimensional large quantum lattices and related high-performance computing2011

    • 著者名/発表者名
      Susumu Yamada, Masahiko Okumura, Toshiyuki Imamura, Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics, Area 3

      巻: 28 ページ: 141-151

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 疎行列-ベクトル積におけるブロック化BSS法と高スレッド並列環境での性能評価2011

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋, 佐藤雅彦
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: 4 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cache Optimization of a Non-Orthogonal Joint Diagonalization Method2011

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirota, Yusaku Yamamoto, Shao-Liang Zhang
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 3 ページ: 9-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Auto-tuned Pre/postprocessing for the Singular Value Decomposition of Dense Square Matrices2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Toyokawa, Kinji Kimura, Yusaku Yamamoto, Masami Takata, Akira Ajisaka, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: 4 ページ: 9-21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of the Multishift QR Algorithm with Coprocessors for Non-Hermitian Eigenvalue Problems2011

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyata, Yusaku Yamamoto, Takashi Uneyama, Yoshimasa Nakamura, Shao-Liang Zhang
    • 雑誌名

      East Asian Journal on Applied Mathematics

      巻: 1 ページ: 187-196

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Block IDR(s) Method for Nonsymmetric Linear Systems with Multiple Right-Hand Sides2011

    • 著者名/発表者名
      Lei Du, Tomohiro Sogabe, Bo Yu, Yusaku Yamamoto, Shao-Liang Zhang
    • 雑誌名

      Computational and Applied Mathematics

      巻: 235 ページ: 4095-4106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of Hessenberg Reduction for Nonsymmetric Eigenvalue Problems in a Hybrid CPU-GPU Computing Environment2011

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Muramatsu, Takeshi Fukaya, Shao-Liang Zhang, Kinji Kimura, Yusaku Yamamoto
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: 1 ページ: 132-143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動的計画法を用いたブロックハウスホルダQR分解アルゴリズムの性能最適化2011

    • 著者名/発表者名
      深谷猛, 山本有作, 張紹良
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: 4 ページ: 146-157

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A parallel algorithm for incremental orthogonalization based on the compact WY representation2011

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Yamamoto, Yusuke Hirota
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 3 ページ: 89-92

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Multigrid Solvers using OpenMP/MPI Hybrid Programming Models on Multi-Core/Multi-Socket Clusters2011

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 6449 ページ: 185-199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Implementation of Parallel 3-D FFT with 2-D Decomposition on a Massively Parallel Cluster of Multi-core Processors2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takahashi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 6067 ページ: 604-614

    • 査読あり
  • [学会発表] 自動チューニングによる通信最適化を施した固有値ソルバの開発について2012

    • 著者名/発表者名
      近藤大貴, 吉田剛啓, 田村遼也, 今村俊幸
    • 学会等名
      第133回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 発表場所
      有馬ビューホテルうらら
    • 年月日
      20120326-20120327
  • [学会発表] New Strategy for Coarse Grid Solvers in Parallel Multigrid Methods using OpenMP/MPI Hybrid Programming Models2012

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K.
    • 学会等名
      ACM PPoPP/PMAM
    • 発表場所
      New Orleans, LA, USA
    • 年月日
      20120225-20120229
  • [学会発表] 京コンピュータに向けた密行列固有値ソルバーの開発について2012

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 学会等名
      2012年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2012)
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂シンポジオンホール(招待講演)
    • 年月日
      20120124-20120126
  • [学会発表] 変動する条件に適応するオンライン自動チューニング2012

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      日本応用数理学会2011年度年会
    • 発表場所
      同志社大学今出川キャンパス
    • 年月日
      2012-09-15
  • [学会発表] ASPEN-K2 : Automatic-tuning and Stabilization for the Performance of CUDA BLAS Level 2 Kernels2012

    • 著者名/発表者名
      T.Imamura
    • 学会等名
      SIAM 15th Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP12)
    • 発表場所
      Savannah, USA
    • 年月日
      2012-02-15
  • [学会発表] Dynamical Variation of Eigenvalue Problems in Density-Matrix Renormalization-Group Code2012

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada, T.Imamura, M.Machida
    • 学会等名
      SIAM 15th Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP12)
    • 発表場所
      Savannah, USA
    • 年月日
      2012-02-15
  • [学会発表] Coarse Grid Solvers in Parallel Multigrid Methods using OpenMP/MPI Hybrid Programming Models2012

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K
    • 学会等名
      15th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP12)
    • 発表場所
      Savannah, Georgia, USA
    • 年月日
      2012-02-15
  • [学会発表] Parallelization Design for Multi-core Platforms in Density Matrix Renormalization Group toward 2-D Quantum Strongly-correlated Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Susumu Yamada, Toshiyuki Imamura, Masahiko Machida
    • 学会等名
      ACM/IEEE the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC11)
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      20111112-20111118
  • [学会発表] An Auto-tuning Method for Run-time Data Transformation for Sparse Matrix-Vector Multiplication2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri, Masahiko Sato
    • 学会等名
      第130回HPC研究会,2011年並列/分散/協調処理に関する『鹿児島』サマー・ワークショップ(SWoPP鹿児島2011)
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      20110700
  • [学会発表] Infrastructure for Application Development on Heterogeneous Parallel Computers2011

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K., Hayashi, M., Ohshima, S
    • 学会等名
      7th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM 2011)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      20110700
  • [学会発表] 階層型領域間境界分割に基づくハイブリッド並列プログラミングモデル向け前処理手法2011

    • 著者名/発表者名
      中島研吾, 林雅江, 大島聡史
    • 学会等名
      日本応用数理学会「行列・固有値問題の解法とその応用」研究部会(MEPA)
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      20110700
  • [学会発表] Automatic Performance Tuning for the Blocked Householder QR Algorithm2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukaya, Yusaku Yamamoto, Shao-Liang Zhang
    • 学会等名
      The 7th East Asia SIAM Conference & RIMS Workshop on Methods in Industrial and Applied Mathematics
    • 発表場所
      Waseda University, Kitakyushu Campus, Kitakyushu, Fukuoka
    • 年月日
      20110627-20110629
  • [学会発表] Towards Auto-tuning Description Language to Heterogeneous Computing Environment2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on High-level Parallel Programming and Applications (HLPP 2011)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] GPGPUにおけるデータ転送とカーネル実行のヒューリスティックスケジューリング2011

    • 著者名/発表者名
      本間咲来, 須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会HPC研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-05-11

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公開日: 2013-06-26  

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