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2012 年度 実績報告書

ストリーム指向プログラムのマクロ並列化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24300020
研究種目

基盤研究(B)

研究機関筑波大学

研究代表者

山際 伸一  筑波大学, システム情報系, 准教授 (10574725)

研究分担者 和田 耕一  筑波大学, システム情報系, 教授 (30175145)
中野 浩嗣  広島大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30281075)
柚木 清司  理化学研究所, 柚木計算物性物理研究室, 准主任研究員 (70532141)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードハイパフォーマンスコンピューティング / GPUコンピューティング / ストリーム指向 / マクロ並列化 / コンパイラ
研究概要

本年度は下記研究項目を実施した。
(大テーマ1)並列化コンパイラSOPC(Stream-Oriented Parallel Compiler)の開発
(小テーマ1-1)OpenCLのレキシカルアナライザの開発
(小テーマ1-2)ストリーム指向プログラムのループ解析アルゴリズムの開発
(小テーマ1-3)ストリーム指向プログラムの入出力初期化通信アルゴリズムの開発
(小テーマ1-4)意味解析による並列化したコードと通信パターンの生成部分の開発
このうち、(小テーマ1-1)については完了し、他の3つの開発項目をその後、実施しているところである。レキシカルアナライザにて、字句解析および、文法解析が可能になった。つまり、ストリームコンピューティング言語でのアクセス解析を行うための基盤が整った。これに伴い、(小テーマ1-2)を推進し、whileやforといったループを解析し、データ分散化のためのパラメタを特定するアルゴリズムを開発した。この特定には、プロセッサ毎のデータのアクセス部分を求める際に使われるプロセッサIDを元に、ノード毎のスレッド数をマクロに計算し、アクセス部分を求める。また、(小テーマ1-2)でのアルゴリズムによって特定されたアクセス部分を、GPUを搭載するノードという大きな単位で、データをMPI通信で分配する(小テーマ1-3)の通信アルゴリズムを開発し、簡単なループでの特定が可能になっている。(小テーマ1-4)については上記2つのアルゴリズムを統合し、通信を出力する部分の実装を行っているところである。

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

OpenCLのレキシカルアナライザと意味解析木の作成部分までができたことにより、これから先の開発が大きく推進されている。特に、アクセス解析部分でのGPUの個数分でマクロ並列化するための方策は、この文法解析が必須である。したがって、意味解析事典で生成された木から、データの解析部分を特定するアルゴリズムを開発することが容易になるため、理論的な部分は完了しており、あとは実装を行うのみである。

今後の研究の推進方策

本年度の成果であるアルゴリズムの報告については、実際に性能評価までできたところで、論文として公表する予定であり、その実装を推進する。本実装が完了すると、最適化技法をさらに開発できるレベルになるため、本研究は急速促進されると考えられる。また、本研究中に、コマンドラインベースでのGPUプログラムの実行環境を開発している。上記についての成果報告は来年度行うものとし、(小テーマ1-4)についてはこのコマンドラインベースでの実行形態のものに拡張することにも挑戦していく。

次年度の研究費の使用計画

当初、ポスドクを採用する予定であったが、能力的に最適な人材を獲得することができなかったため、本研究計画を変更し、中止とした。本採用計画は次年度も計画し、能力的に優れた研究補助者が現れた場合には採用する。そのために、本助成金を翌年度へ繰り越している。人材が見つからない場合は、研究成果の外部公表、および、研究打合せ、海外研究調査費に充てることを計画する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Invitation to a Standard Programming Interface for Massively Parallel Computing Environment : OpenCL2012

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Yamagiwa
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: Vol 2, No 2 ページ: 188-205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kernel Polynomial Method on GPU2012

    • 著者名/発表者名
      Shixun Zhang, Shinichi Yamagiwa, Masahiko Okumura, Seiji Yunoki
    • 雑誌名

      International Journal of Parallel Programming

      巻: Vol 41, No 1 ページ: 59-88

    • DOI

      10.1007/sl0766-012-0204-y

    • 査読あり
  • [学会発表] GPU-based Parallelization of Kernel Polynomial Method for Solving LDOS2012

    • 著者名/発表者名
      Shixun Zhang, Shinichi Yamagiwa, Seiji Yunoki
    • 学会等名
      3rd Workshop on Latest Advances in Scalable Algorithms for Large-Scale Systems / Supercomputing 2012
    • 発表場所
      アメリカ, ソルトレークシティ
    • 年月日
      2012-11-12
  • [学会発表] GPUパワーを利用するアカデミックチャレンジ~津波予測からスポーツ科学まで~2012

    • 著者名/発表者名
      山際伸一
    • 学会等名
      NVIDIA GPU Technology Conference 2012
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-07-26

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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