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2012 年度 実績報告書

ペタスケール時代の複合型計算システムを支える高効率化・高信頼化技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23700028
研究機関東北大学

研究代表者

滝沢 寛之  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (70323996)

キーワード並列処理・分散処理 / GPGPU / OpenCL
研究概要

並列実行可能なタスクを多く含むアプリケーションを異種複数のプロセッサを利用可能なシステムで実行する場合、それらのタスクを各プロセッサへと適材適所を考慮しながら割当てる必要がある。そのようなタスク割当てを実行時性能予測に基づいて自動化する研究を行い、複数のプロセッサをOpenCLプログラム内では仮想的に一つに見せる技術を提案した。その有効性を定量的に評価した結果、タスク割当を自動化することによって、システムに依存したコードを書かずに各プロセッサを性能に応じて適切に利用できることが明らかになった。また、OpenCL経由で遠隔のベクトル型スーパーコンピュータを利用する仕組みを構築し、多数かつ多様な計算ノードで構成される大規模複合型計算システム向けのプログラミングの新しい形を提案した。計算ノードあたり1TBのメモリを搭載している大規模ベクトル型システムをあたかも巨大なGPUのように扱うことができるようになり、スパコンとGPUを用途に応じて使い分けができる可能性を示した。
高信頼化のために、それまでは困難であったOpenCLアプリケーションのチェックポイントリスタート機能についても実現方法を検討し、少ない実行時オーバヘッドでアプリケーションから透過的にチェックポイントリスタートを実現できることを示した。また、チェックポイントファイルをストレージに書き込む時間が時間的オーバヘッドの大半を占めることから、階層的ストレージシステムの有効利用によってオーバヘッドをさらに削減できることを示した。
最終年度には、複合型計算システム向けプログラミング環境として急速に普及したOpenACCも評価対象として考え、その実用性や現時点での制約について明らかにした。また、制約を緩和するための機能拡張方法についても検討した。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] ソフトウェア進化のための自動性能追跡システム2013

    • 著者名/発表者名
      平澤将一
    • 雑誌名

      2013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

      巻: 113 - 119 ページ: 113 - 119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] clMPI: An OpenCL Extension for Interoperation with the Message Passing Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa
    • 雑誌名

      Multicore and GPU Programming Models, Languages and Compilers

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving the Scalability of Transparent Checkpointing for GPU Computing Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Alfian Amrizal
    • 雑誌名

      IEEE Region 10 Conference (TENCON 2012)

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/TENCON.2012.6412343

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of a Next-Generation CFD on Various Supercomputing Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Komatsu
    • 雑誌名

      Sustained Simulation Performance 2012

      巻: 1 ページ: 123-132

    • DOI

      10.1007/978-3-642-32454-3_11

  • [学会発表] GPU向けプログラミング環境の現状と将来展望

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之
    • 学会等名
      シミュレーション科学セミナー
    • 発表場所
      JAIST
    • 招待講演
  • [学会発表] Software Evolution for System Architecture Revolution

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Embedded Multicore SoCs
    • 発表場所
      会津大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Autotuning for Improving the Fault Tolerance of Large-scale Simulations

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa
    • 学会等名
      Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High Performance Scientific Computing
    • 発表場所
      台北、台湾
    • 招待講演
  • [学会発表] An Automatic Performance Tracking System for Scientific Software Evolution, Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High Performance Scientific Computing

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Hirasawa
    • 学会等名
      Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High Performance Scientific Computing
    • 発表場所
      台北、台湾
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance Evaluation of a CFD using Cartesian Meshes on Various Supercomputing Systems

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Komatsu
    • 学会等名
      NEC User Group Meeting XXIV
    • 発表場所
      ポツダム、独国
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward High Performance-Portabilities on Modern HPC Systems

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Komatsu
    • 学会等名
      16th Workshop on Sustained Simulation Performance
    • 発表場所
      シュツットガルト、独国
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance of Practical Applications on Modern Supercomputing Systems

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Komatsu
    • 学会等名
      SC12 NEC booth presentation
    • 発表場所
      ソルトレイクシティー、米国
    • 招待講演
  • [学会発表] A Multi Level Checkpointing Approach for Heterogeneous Computing Systems

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Alfian Amrizal
    • 学会等名
      ITRCセミナー/INI仙台2012秋・第3回先進的情報通信工学研究会合同ワークショップ
    • 発表場所
      仙台
  • [学会発表] ナノ粒子群形成アプリケーションのOpenACCによる実装と性能評価

    • 著者名/発表者名
      菅原誠
    • 学会等名
      数値流体力学シンポジウム(CFD2012)
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] ナノ粒子群形成アプ リケーションのOpenACC による実装と性能評価

    • 著者名/発表者名
      菅原誠
    • 学会等名
      第136回ハイパフォーマンスコ ンピューティング研究会
    • 発表場所
      沖縄
  • [学会発表] 統合開発環境と連携するポータブルなビルドシステム

    • 著者名/発表者名
      平澤将一
    • 学会等名
      第136回ハイパフォーマンスコ ンピューティング研究会
    • 発表場所
      沖縄
  • [学会発表] OpenCLアプリケーションの実行時自動チューニング

    • 著者名/発表者名
      滝沢寛之
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] 大規模計算システムにおけるBuilding Cube Methodの性能評価

    • 著者名/発表者名
      小松一彦
    • 学会等名
      数値流体力学シンポジウム(CFD2012)
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] Performance Evaluation of BCM on Various Supercomputing Systems

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Komatsu
    • 学会等名
      24th International Conference on Parallel Computational Fluid Dynamics
    • 発表場所
      アトランタ、米国

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公開日: 2014-07-24   更新日: 2023-03-16  

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