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2012 年度 実績報告書

高速相互通信機能を持つ並列アクセラレータによる大規模離散探索問題高速化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23300014
研究機関東京大学

研究代表者

稲葉 真理  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (60282711)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワードリコンフィギャラブルシステム / 離散最適化 / ハードウェアアルゴリズム
研究概要

研究計画2年目にあたり、計算環境を強化し、本格的な分散並列システムの構築を行うと同時に、以下のように役割分担する形で研究を進めた。
(1) 離散最適化グループ
(1-a) 通信モデルの定式化と最適化の研究:通信モデルの定式化および最適化のための手法の提案を行った。ネットワークトポロジーについて、単純なツリー構造ではなく、ループを持たせた場合や、2連結グラフにした場合、さらに複数のルートを確保するフローについてアルゴリズムの設計と懐石を行い、それらを通して利害得失について検討した。この成果を他グループと協働して、通信最適化のためのフィードバックを行った。
(1-b) 探索アルゴリズムとアプリケーションの開発:重要かつ基本的問題であるSATを対象大規模探索アルゴリズムの提案およびシミュレーションを行なった。並列化についてはシステムの拡張に伴い、初年度は同一ノード内のユニット複製に限っていた並列化を、パイプラインを考慮し、かつノードそしてボードにまたがるユニット複製を行う並列ハードウェア・アルゴリズムの設計を行った。ポートフォリオ解析を通したブロック分岐並列実装の最適化を実現し、この成果を他グループと検討することを通して大規模探索アプリケーションを作成している。
(2) ファームウェア開発グループ:限定的な条件をはずしたより一般的な制御方式の実装に取り組んだ。初年度の「通信とメモリ制御機構の分離」を基に、データキャッシュプリフェッチに関する整理も行い、メモリ周りの最適化に取り組み、並行して通信モデルの定式化にも取り組んだ。FPGAによる実装についても検討を進めた。
これらの成果を国際会議において発表することに取り組んだ。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

新たな研究協力者の薗部特任研究員の参加も得て、各グループの研究が進み、当初の計画以上に進展したと言える。

今後の研究の推進方策

通信モデルの定式化と最適化グループと協力し、フレームワークのインターフェースの検討、さらにプロトタイプシステムの作成と段階的に研究を進展させていく。通信最適化グループとアプリケーショングループ双方からフィードバックを受け、フレームワークを完成させ、このフレームワークの上のアプリケーション開発よりフィードバックを受けてよりの完成度を高めることを目指す。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Parametric Multiroue Flow and Its Application to Robust Network with k Edge Failures2014

    • 著者名/発表者名
      Jean-Francois Baffier, Vorapong Suppakitpaisarn, Hidefumi Hiraishi and Hiroshi Imai
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Portfolio with Block Branching for Parallel SAT Solvers2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sonobe and Mary Inaba
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 7997 ページ: 247-252

    • DOI

      10.1007/978-3-642-44973-4-25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Performance Memory Access Scheduling using Compute-Phase Prediction and Writeback-Refresh Overlap2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Ishii, Kouhei Hosokawa, Mary Inaba, and Kei Hiraki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd JILP Workshop on Computer Architecture Competitions (JWAC-3): Memory Scheduling Championship (MSC)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified Memory Optimizing Architecture: Memory Subsystem Control with a Unified Predictor2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Ishii, Mary Inaba, Kei Hiraki
    • 雑誌名

      Proceeding of the 26th ACM International Conference on Supercomputing

      巻: 1 ページ: 267-278

    • DOI

      10.1145/2304576.2304614

    • 査読あり
  • [学会発表] High Performance, Energy Efficient and Scalable Memory Subsystem Design for Many Core Processors2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Ishii, Mary Inaba, Kei Hiraki
    • 学会等名
      International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
    • 発表場所
      大阪大学, 大阪府
    • 年月日
      20121011-20121013
  • [学会発表] コアの情報を活用するメモリアクセススケジューリング法2012

    • 著者名/発表者名
      細川航平, 石井康雄, 稲葉真理, 平木敬
    • 学会等名
      情報処理学会第193回計算機アーキテクチャ研究発表会(SWoPP2012)
    • 発表場所
      とりぎん文化会館, 鳥取県
    • 年月日
      20120801-20120802
  • [学会発表] Division and Alternation of Decision Variables

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sonobe and Mary Inaba
    • 学会等名
      Pragmatics of SAT 2012
    • 発表場所
      Trento, Italy
  • [学会発表] 静的解析に基づく動的言語の為の自動並列化手法の提案

    • 著者名/発表者名
      中村晃一, 稲葉真理, 平木敬
    • 学会等名
      情報処理学会第90回プログラミング研究発表会(SWoPP2012)
    • 発表場所
      とりぎん文化会館, 鳥取県
  • [学会発表] kルートフローのパラメトリック解析に関する考察

    • 著者名/発表者名
      今井浩, Jean-Francois Baffier, 平石秀史
    • 学会等名
      電子情報通信学会第113回コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      神戸大学, 兵庫県

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公開日: 2015-05-28  

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