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2011 年度 実績報告書

汎用自動チューニング機構を実現するためのソフトウェア基盤の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23240005
研究種目

基盤研究(A)

研究機関東京大学

研究代表者

須田 礼仁  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (40251392)

研究分担者 佐藤 周行  東京大学, 情報基盤センター, 准教授 (20225999)
山本 有作  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (20362288)
今村 俊幸  電気通信大学, 情報理工学研究科, 准教授 (60361838)
鴨志田 良和  東京大学, 情報基盤センター, 特任助教 (10509805)
美添 一樹  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教 (80449115)
キーワードハイパフォーマンスコンピューティング / 自動チューニング / 実験計画 / 最適化コンパイラ / 性能評価 / 線形計算 / 離散最適化 / バイオインフォマティクス
研究概要

本課題では,これまでの自動チューニング技術をさらに発展させ,プログラミング領域,数理領域,システム領域,アプリ領域の4領域で研究を展開し,自動チューニングのための汎用的なソフトウェア技術を総合的に研究開発することを目的としている.
初年度である平成24年度には,研究グループを立ち上げ,2回の全体ミーティングを開催して参加研究者間で議論した.また自動チューニングに関する国際ワークショップiWAPT,自動チューニング関連科研費合同の国内向けシンポジウムATTAを開催し,国内外の自動チューニング研究をリードする活動を行った.また研究成果として以下のものがある.
自動チューニングのための数理ライブラリATMathCoreLibのC言語実装.
変動する条件に適応し,変動前後の性能相関を利用した効率的な最適化手法.
反復法のOpenCL実装の自動チューニングのための3ステップからなる統計的手法.
インライン展開の解析,条件文解析の厳密化により,インテリジェントな最適化の部分的実装.
コードシェーカと統計処理により,コード配置に依存する性能の差異を打ち消す手法.
CUDA-BLASの自動チューニングを例にしたフレームワーク構成方法の実例研究.
並列ソフトウェアのための性能情報抽出の軽量化(既存手法の10~100倍).
アクセス予測情報とVMライブマイグレーション性能をアクセス履歴に基づいて評価.
特異値分解におけるCPU・GPU協調並列化および負荷分散の最適化.
第一原理分子動力学法における固有値計算に対する4DAC分析.
並列グラフ探索ライブラリの実装およびチューニングパラメタの抽出.
代数的多重格子法ライブラリを流体解析に適用する際のパラメタ最適化.
京コンピュータ向け遺伝子ネットワーク推定ソフトウェア実装.
階層的に多様な並列化技術を隠ぺいし実行時に選択可能なフレームワークの開発.

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

各研究者の優れた研究をさらに発展させることができているとともに,本課題全体について各研究者が意識を共有することができており,領域間の連携についても提案・計画が進んでいる.これらにより,本課題の目標に向けて初年度としてよい滑り出しができたと言える.

今後の研究の推進方策

各領域で独自性の高い成果が出ているので,これをさらに推進する.また,領域間の連携として,自動チューニング数理ライブラリATMathCoreLibと自動チューニングプログラミングインタフェースABCLibScriptの連結と,これらを用いたアプリケーション領域への適用が検討されており,これを詰めてゆく.年2回の全体ミーティングにより研究者の協働を下支えし,国際ワークショップiWAPTおよび科研費合同シンポジウムATTAの開催およびウェブページを整備して成果を発信する.

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (21件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Integrable discrete hungry systems and their related matrix eigenvalues2013

    • 著者名/発表者名
      A. Fukuda, E. Ishiwata, Y. Yamamoto, M. Iwasaki and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Ann. Mat. Pura Appl.

      巻: 192 ページ: to appear

    • DOI

      doi:10.1007/s10231-011-0231-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Backward error analysis of the AllReduce algorithm for householder QR decomposition2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Mori, Yusaku Yamamoto, Shao-Liang Zhang
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 29 ページ: 111-130

    • DOI

      doi:10.1007/s13160-011-0053-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On some properties of a discrete hungry Lotka-Volterra system of multiplicative type2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Hama, A.Fukuda, Y.Yamamoto, M.Iwasaki, E.Ishiwata, Y.Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Math-for-Industry

      巻: 2012A(掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a shifted LR transformation derived from the discrete hungry Toda equation2012

    • 著者名/発表者名
      A.Fukuda, Y.Yamamoto, M.Iwasaki, E.Ishiwata, Y.Nakamura
    • 雑誌名

      Monatshefte Fuer Mathematik

      巻: (掲載確定)(印刷中)

    • 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
      T.Miyata, Y.Yamamoto, T.Uneyama, Y.Nakamura, S.-L.Zhang
    • 雑誌名

      East Asian Journal on Applied Mathematics

      巻: 1 ページ: 187-196

    • DOI

      doi:10.4208/eajam.300510.250311a

    • 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
      L.Du, T.Sogabe, B.Yu, Y.Yamamoto, S.-L.Zhang
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 235 ページ: 4095-4106

    • DOI

      10.1016/j.cam.2011.02.035

    • 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, Shao-Liang Zhang, 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
  • [学会発表] SiGN-BN:ベイジアンネットワークによる大規模遺伝子ネットワーク推定プログラム2012

    • 著者名/発表者名
      玉田嘉紀, 島村徹平, 山口類, 新井田厚司, 斉藤あゆむ, 長崎正朗, 井元清哉, 宮野悟
    • 学会等名
      HPCI・次世代ナノ・生命体統合シミュレーション公開シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2012-05-05
  • [学会発表] コードシェーカ:コード配置効果を考慮した適正な性能評価システム2012

    • 著者名/発表者名
      松田友希, 八杉昌宏, 鵜川始陽
    • 学会等名
      第14回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL2012)
    • 発表場所
      和歌山県白浜町
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] IDR(s)法における収束特性を考慮した最適パラメータsの探索方法の研究2012

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸, 高橋慶太
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      福岡市西区
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] 倍精度正方行列特異値分解アルゴリズムのGPGPU上での性能・精度評価2012

    • 著者名/発表者名
      廣田悠輔, 橋本拓也, 山本有作
    • 学会等名
      日本応用数理学会「行列・固有値の解法とその応用」研究部会
    • 発表場所
      福岡市西区
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] スーパーコンピュータによる大規模遺伝子ネットワーク推定2012

    • 著者名/発表者名
      玉田嘉紀
    • 学会等名
      情報処理学会第74回全国大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-08
  • [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
      Toshiyuki Imamura
    • 学会等名
      15th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing
    • 発表場所
      米国・サヴァンナ
    • 年月日
      2012-02-15
  • [学会発表] Cache optimization of a non-orthogonal joint diagonalization method2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirota, Yusaku Yamamoto, Shao-Liang Zhang
    • 学会等名
      SIAM Conference on Parallel Processing 2012
    • 発表場所
      米国・サヴァンナ
    • 年月日
      2012-02-15
  • [学会発表] Automatic Tuning AMG Library for Fluid Analysis Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Fujii, Osamu Nakamura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Parallel Processing
    • 発表場所
      米国・サヴァンナ
    • 年月日
      2012-02-15
  • [学会発表] Eigen_sg+ASPEN.K2の性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      大瀧嵩, 藤山慧太, 今村俊幸, 山田進, 町田昌彦
    • 学会等名
      HPCS2012 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
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2012-01-25
  • [学会発表] 依存条件グラフの解析による制御フロー予測の厳密化2012

    • 著者名/発表者名
      鶴宙史, 佐藤周行
    • 学会等名
      情報処理学会プログラミング研究会PRO-87
    • 発表場所
      沖縄県久米島町
    • 年月日
      2012-01-24
  • [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
    • 発表場所
      東京都千代田区(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] 自動チューニングの実行時適用性を拡大する言語機構2011

    • 著者名/発表者名
      八杉昌宏
    • 学会等名
      日本応用数理学会2011年会
    • 発表場所
      京都市上京区
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] システムソフトと自動チューニング2011

    • 著者名/発表者名
      鴨志田良和
    • 学会等名
      日本応用数理学会2011年度年会
    • 発表場所
      京都市上京区
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] 流体解析を対象とした自動チューニング機能付AMGライブラリ2011

    • 著者名/発表者名
      藤井昭宏, 中村修
    • 学会等名
      日本応用数理学会2011年度年会
    • 発表場所
      京都市上京区
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] 仮想機械ライブマイグレーションの統合方式2011

    • 著者名/発表者名
      都築俊徳・梅澤猛・大澤範高
    • 学会等名
      第10回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      北海道函館市
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] 細粒度モニタリングとトレースログを使用した並列アプリケーションの遅延原因の特定2011

    • 著者名/発表者名
      鴨志田良和・田浦健次朗
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2011-07-29
  • [学会発表] XcalableMPによる連立一次方程式解法の実装2011

    • 著者名/発表者名
      上島佑一
    • 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
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2011-07-27
  • [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
      福岡県北九州市
    • 年月日
      2011-06-27
  • [学会発表] An Annotated Type System for Inlining2011

    • 著者名/発表者名
      馬雷, 佐藤周行
    • 学会等名
      情報処理学会プログラミング研究会PRO-84
    • 発表場所
      北海道函館市
    • 年月日
      2011-06-15
  • [学会発表] 自動チューニング数理基盤ライブラリATMathCoreLib2011

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会第129回HPC研究会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2011-05-11
  • [学会発表] A Three-Step Performance Automatic Tuning Strategy using Statistical Model for OpenCL Implementation of Kryloy Subspace Methods2011

    • 著者名/発表者名
      Cong LI, Reiji SUDA
    • 学会等名
      情報処理学会第133回HPC研究会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2011-03-26
  • [備考]

    • URL

      http://olab.is.s.u-tokyo.ac.jp/~reiji/kiban_a/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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