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2013 年度 実績報告書

メニーコア環境での汎用計算モデル開発

研究課題

研究課題/領域番号 23240002
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

定兼 邦彦  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (20323090)

研究分担者 渋谷 哲朗  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (60396893)
浅野 哲夫  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90113133)
福永 ALEX  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (90452002)
研究期間 (年度) 2011-05-31 – 2015-03-31
キーワードメニーコア / GPGPU / 並列アルゴリズム / 省スペースアルゴリズム
研究概要

GPUのための計算モデルAGPUモデル上で比較ソートアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムはI/O計算量(グローバルメモリの読み書き回数)が漸近的に最適である.また,時間計算量も最適に近い.また,I/O計算量とマルチスレッディングの効果の間にトレードオフがあることを理論的に示した.このアルゴリズムをNVIDIAのGPUであるTesla K20上に実装した.既存のThrustライブラリの比較ソートアルゴリズムと比較して,1.9倍高速になった.
また,省スペースアルゴリズムとして,文字列の文法圧縮を完全にオンラインで行う手法を開発した.オンラインとは,入力文字が順番に与えられていくときに,任意の段階でデータ構造が完成していることを表す.つまり,任意の段階で,部分文字列の復号と文字の追加が高速に行える.
さらに,省スペースデータ構造の最も基本的なものであるビット列でのrank/select計算を行うものに対し,その永続化を行った.永続化とは,データに変更が加えられたときに,過去の履歴に対しても問い合わせが行えるようにすることである.ビット列においては,ビット変更の操作列が与えられたときに,任意の段階でのrank/select計算が行えるようになった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成24年度はGPUでの計算モデルを開発し,平成25年度はそれを用いて高速アルゴリズムの開発を行った.

今後の研究の推進方策

これまでに開発したソートアルゴリズムでは,I/O計算量とマルチスレッディングの効果の間にトレードオフがあることが判明したため,今後はアルゴリズムを改良していく.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Novel Computational Model for GPUs with Application to I/O Optimal Sorting Algorithms2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Koike, Kunihiko Sadakane
    • 雑誌名

      Proceedings of APDCM

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SVEM: a Structural Variant Estimation Method using Multi-Mapped Reads on Breakpoints2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Ohtsuki, Naoki Nariai, Kaname Kojima, Takahiro Mimori, Yukuto Sato, Yosuke Kawai, Yumi Yamaguchi-Kabata, Tetsuo Shibuya, Masao Nagasaki
    • 雑誌名

      1st International Conference on Algorithms for Computational Biology (AlCoB 2014)

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detecting Superbubbles in Assembly Graphs2013

    • 著者名/発表者名
      Taku Onodera, Kunihiko Sadakane, Tetsuo Shibuya
    • 雑誌名

      Proceedings of WABI

      巻: LNCS 8126 ページ: 338-348

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40453-5_26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compressed Persistent Index for Efficient Rank/Select Queries2013

    • 著者名/発表者名
      Wing-Kai Hon, Lap-Kei Lee, Kunihiko Sadakane, Konstantinos Tsakalidis
    • 雑誌名

      Proceedings of WADS

      巻: LNCS 8037 ページ: 402-414

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40104-6_35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fully-Online Grammar Compression2013

    • 著者名/発表者名
      Shirou Maruyama, Yasuo Tabei, Hiroshi Sakamoto, Kunihiko Sadakane
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIRE

      巻: LNCS 8214 ページ: 218-229

    • DOI

      10.1007/978-3-319-02432-5_25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Memory-constrained algorithms for simple polygons2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Kevin Buchin, Maike Buchin, Matias Korman, Wolfgang Mulzer, Gunter Rote, Andre Schulz
    • 雑誌名

      Comput. Geom.

      巻: 46(8) ページ: 959-969

    • DOI

      10.1016/j.comgeo.2013.04.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Small-Space Algorithm for Removing Small Connected Components from a Binary Image2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Revant Kumar
    • 雑誌名

      IEICE Transactions

      巻: 96-A(6) ページ: 1044-1050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reporting All Segment Intersections Using an Arbitrary Sized Work Space2013

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Konagaya, Tetsuo Asano
    • 雑誌名

      IEICE Transactions

      巻: 96-A(6) ページ: 1066-1071

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Priority Queues and Sorting for Read-Only Data2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Amr Elmasry, Jyrki Katajainen
    • 雑誌名

      Proceedings of TAMC

      巻: LNCS 7876 ページ: 32-41

    • DOI

      10.1007/978-3-642-38236-9_4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Space Tradeoffs for All-Nearest-Larger-Neighbors Problems2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, David G. Kirkpatrick
    • 雑誌名

      Proceedings of WADS

      巻: LNCS 8037 ページ: 61-72

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40104-6_6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Improved Search Algorithm for Min-Perturbation2013

    • 著者名/発表者名
      Alex Fukunaga
    • 雑誌名

      Proceedings of 19th International Conference on Principles and Practice of Constraint Programming

      巻: LNCS 8124 ページ: 331-339

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40627-0_27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Success-history based parameter adaptation for Differential Evolution2013

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation

      巻: - ページ: 71-78

    • DOI

      10.1109/CEC.2013.6557555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of a randomized parameter setting strategy for island-model evolutionary algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation

      巻: - ページ: 1263-1270

    • DOI

      10.1109/CEC.2013.6557710

    • 査読あり
  • [学会発表] GPU 向け比較ソートアルゴリズムの実装と評価2014

    • 著者名/発表者名
      小池 敦,定兼 邦彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      20140319-20140319
  • [学会発表] GPU を用いた並列ソートアルゴリズムの実装と評価2013

    • 著者名/発表者名
      小池 敦,定兼 邦彦
    • 学会等名
      情報処理学会アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      花巻南温泉峡 渡り温泉さつき
    • 年月日
      20131107-20131107
  • [学会発表] Detecting Superbubbles in Assembly Graphs2013

    • 著者名/発表者名
      Taku Onodera, Kunihiko Sadakane, Tetsuo Shibuya
    • 学会等名
      情報処理学会バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      20130919-20130920
  • [学会発表] AGPU モデルでの並列ソートアルゴリズムの計算量について2013

    • 著者名/発表者名
      小池 敦,定兼 邦彦,Hoa Vu
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      小樽商科大学 大学会館多目的ホール
    • 年月日
      20130517-20130517
  • [備考] 圧縮接尾辞配列ライブラリ csalib

    • URL

      http://researchmap.jp/sada/csalib/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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