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2009 年度 実績報告書

異種複数のプロセッサを適材適所で活用する高性能計算フレームワークの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21700049
研究機関東北大学

研究代表者

滝沢 寛之  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (70323996)

キーワードハイパフォーマンスコンピューティング / 情報システム / 自動チューニング / GPUコンピューティング
研究概要

平成21年度には、CPU向けの線形代数ライブラリ(Basic Linear Algebra Subroutines, BLAS)とGPU(Graphics Processing Unit)向けのBLASライブラリを自動的に使い分けるための性能予測方法、および性能パラメータ取得方法を検討し、CPUとGPUがお互いに得意な処理の実行のみを担当する実行時プロセッサ選択機付きBLASライブラリを実現した。同ライブラリは本研究代表者らが提案している高水準プログラミング言語からシームレスに利用可能となっており、異種複数のプロセッサを適材適所で活用できるように設計されている。
また、現在GPUの計算能力を利用するために事実上の標準の開発環境として利用されているCUDA(Compute Unified Device Architecture)では、ハードウェアを意識していくつかのパラメータを試行錯誤で設定しなければならない。したがって、GPUの存在を意識することなくその計算能力を利用するためには、それらのパラメータ設定を自動化する必要がある。そのため、パラメータ自動チューニング機能を検討し、上記の高水準プログラミング環境への実装と性能評価を行った。
今後、高性能計算システムはさらに大規模化・複雑化し、膨大な数の計算ノードから構成されるため、そのディペンダビリティの向上が極めて重要である。このため本研究課題ではGPUコンピューティングにおけるディペンダビリティを高めるための検討も行い、CUDAアプリケーション向けチェックポイントリスタート機能を実装・評価した。その結果、CUDAアプリケーションの障害からの復帰やタスクマイグレーションの機能を実現することが可能であることが示された。
さらに、異種複数のプロセッサ向けのプログラミング環境としてOpenCLが利用可能となったことから、それらを活用するための検討も行った。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Automatic Tuning of CUDA Execution Parameters for Stencil Processing2010

    • 著者名/発表者名
      Katsuto Sato, Hiroyuki Takizawa, Kazuhiko Komatsu, Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Software Automatic Tuning : From Concepts to State-of-the-Art Results (採録決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CheCUDA : A Checkpoint/Restart Tool for CUDA Applications2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa, Katsuto Sato, Kazuhiko Komatsu, Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      International Conference on Parallel and Distributed Computing Applications and Technologies

      ページ: 408-413

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ストリーム処理記述言語のGPU向け自動最適化の検討2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤功人, 滝沢寛之, 小林広明
    • 雑誌名

      先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2009

      ページ: 361-368

    • 査読あり
  • [学会発表] A High-level Programming Framework for Efficient Hybrid-architecture Computing2010

    • 著者名/発表者名
      小松一彦, 小山賢太郎, 佐藤功人, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      14th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing Mini-symposium
    • 発表場所
      米国シアトル
    • 年月日
      2010-02-25
  • [学会発表] OpenCLによるGPUコンピューティングの性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      荒井勇亮, 佐藤功人, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      第124回 HPC研究会
    • 発表場所
      熱海
    • 年月日
      2010-02-23
  • [学会発表] GPUを手軽にちゃんと使える環境の実現に向けて2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之
    • 学会等名
      東京工業大学計算世界観GCOEセミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-12-09
  • [学会発表] A High-level GPU Programming Framework for Fluid Dynamics Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤功人, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      ICFD 2009 : International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-11-05
  • [学会発表] 新アーキテキチャへのアプローチ2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之
    • 学会等名
      自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-10-22
  • [学会発表] CUDAアプリケーション向けチェックポイント・リスタート機能の実装と評価2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之, 佐藤功人, 小松一彦, 小林広明
    • 学会等名
      第122回HPC研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-10-09
  • [学会発表] Cell による高性能計算の可能性を探る2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2009-09-15
  • [学会発表] プロセッサ自動選択機能を有するBLASの実現に向けた性能評価2009

    • 著者名/発表者名
      小松一彦, 小山賢太郎, 佐藤功人, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      FIT2009第8回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-09-04
  • [学会発表] 次世代プログラミング環境~多様なプロセッサを使いこなす~2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之
    • 学会等名
      FIT2009第8回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-09-03
  • [学会発表] CPUとGPUを協調利用するソフトウェア開発環境2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤功人, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      筑波大学計算科学研究センターGPGPU講習会/研究会
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2009-06-24
  • [学会発表] GPU向け線形代数ライブラリの性能評価2009

    • 著者名/発表者名
      小山賢太郎, 佐藤功人, 小松一彦, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      第14回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-05-14

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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