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2015 年度 実績報告書

シナジー効果を加速するソフトウェアとハードウェアの協調設計基盤

研究課題

研究課題/領域番号 25280041
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)

研究分担者 佐野 健太郎  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00323048)
小林 広明  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (40205480)
青木 孝文  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80241529)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードアクセラレータ / GPU / FPGA
研究実績の概要

高性能計算から画像処理まで、規模の異なる様々なシステム構成で利用可能なプログラミング環境を実現するために、ファイルシステムを含むメモリ階層全体を考慮してデータ管理やデータ移動を設計できる必要がある。このため、特にファイル上のデータとアクセラレータのメモリ間のデータ転送の効率化を対象とし、OpenCLとMPIとファイルI/O関数との組み合わせによって効率的なデータ転送を実現する研究を行った。OpenCLを拡張し、そのイベント管理機構をノード間通信やファイルアクセスにも利用すことにより、データ間の依存関係を意識しつつ、適切な組み合わせでデータ転送を実現できることが示された。OpenCLはFPGAなどの再構成可能デバイスのハードウェア記述のためのプログラミング環境としても徐々に使われるようになってきており、その拡張はハードウェアとソフトウェアの協調設計に資する研究成果であるといえる。
平成27年度には、ステンシル計算を対象として性能への影響のあるパラメータを自動設定する研究も行い、そのためのプログラミング環境を試作した。実システム上での性能解析によらずに性能パラメータを設定することにより、性能パラメータ数が多い場合にも実用的な時間内にパラメータの値を設定できる可能性を示すことができた。FPGAを使ったストリーム計算ハードウェアに対しても、時間と空間の並列性に関する設計空間の探索を可能とする専用言語(DSL)を提案した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] イリノイ大学アーバナシャンペーン校(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      イリノイ大学アーバナシャンペーン校
  • [雑誌論文] ストリーム計算ハードウェアコンパイラSPGenを用いたFPGA津波シミュレータの開発2016

    • 著者名/発表者名
      長州航平, 佐野健太郎, 河野郁也, 中里直人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会 信学技法

      巻: 115 ページ: 131-136

  • [雑誌論文] DSL-based Design Space Exploration for Temporal and Spatial Parallelism of Custom Stream Computing2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Sano
    • 雑誌名

      the Second International Workshop on FPGAs for Software Programmers

      巻: - ページ: 29-34

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 階層的モジュール設計を可能とするストリーム計算コア高位合成コンパイラ2015

    • 著者名/発表者名
      佐野健太郎, 伊藤涼, 菅原啓介, 山本悟
    • 雑誌名

      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会 信学技法

      巻: 114 ページ: 79-84

  • [雑誌論文] FPGAによる流体専用並列計算ハードウェアの試作実装と性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      上野友也, 田中大智, 佐野健太郎, 山本悟
    • 雑誌名

      第29回数値流体力学シンポジウム講演論文集

      巻: - ページ: 1-2

  • [雑誌論文] Automatic Parameter Tuning of Hierarchical Incremental Checkpointing2015

    • 著者名/発表者名
      Alfian Amrizal, Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa, Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8969 ページ: 298-309

    • DOI

      0.1007/978-3-319-17353-5_25

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimized Data Transfers Based on the OpenCL Event Management Mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa, Shoichi Hirasawa, Makoto Sugawara, Isaac Gelado, Hiroaki Kobayashi and Wen-mei W. Hwu
    • 雑誌名

      Scientific Programming

      巻: 2015 ページ: 1-12

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1155/2015/576498

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Light-weight Rollback Mechanism for Testing Kernel Variants in Auto-tuning2015

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa and Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E98-D ページ: 2178-2186

    • DOI

      10.1587/transinf.2015PAP0028

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Case Study of User-Defined Code Transformations for Data Layout Optimizations2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa and Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      The Third International Symposium on Computing and Networking

      巻: - ページ: 535-541

    • DOI

      dx.doi.org/10.1109/CANDAR.2015.96

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Verification Framework for Streamlining Empirical Auto-Tuning2015

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Hirasawa, Hiroyuki Takizawa and Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      The Third International Symposium on Computing and Networking

      巻: - ページ: 508-514

    • DOI

      dx.doi.org/10.1109/CANDAR.2015.115

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Performance Engineering of HPC Applications Based on Pattern Matching2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa, Takeshi Yamada, Takuya Tsunogawa, Shoichi Hirasawa, and Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      The 23rd Workshop on Sustained Simulation Performance
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-03-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Data Layout Optimization Using User-Defined Code Transformations2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa, Takeshi Yamada, Shoichi Hirasawa, and Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      2016 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT in HPSC 2016)
    • 発表場所
      台北
    • 年月日
      2016-02-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Expressing system-awareness as code transformations for performance portability across diverse HPC systems2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takizawa, Shoichi Hirasawa, Kazuhiko Komatsu, Ryusuke Egawa and Hiroaki Kobayashi
    • 学会等名
      Workshop on Portability Among HPC Architectures for Scientific Applications
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2015-11-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Xevolverによる実アプリケーションの性能と保守性の両立2015

    • 著者名/発表者名
      平澤将一, 滝沢寛之, 小林広明
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2015-06-08

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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