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2015 年度 実施状況報告書

グラフ問題の数値処理アルゴリズムの確立と並列化

研究課題

研究課題/領域番号 26600155
研究機関中央大学

研究代表者

久保田 光一  中央大学, 理工学部, 教授 (90178046)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード自動微分 / グラフの数値処理 / 高階微分
研究実績の概要

平成27年度は平成26年度に続き (1) 現在の実装方式の性能評価, (2) アルゴリズムの改良, (3) GPU を用いたプログラム設計,を行う予定であった. (1)の性能評価については, 2015年7月に本研究費で購入した「静音ワークステーション一式」に含まれるGPUボード「K40」を用いたプログラムとでテストプログラムでの実行時間の比較を行った. 本研究のアルゴリズムで多数回評価される行列乗算を従来機種より1割程度高速に1024x1024行列乗算を行うことができることを確認した. しかし, 大幅な高速化には繋がらず, (3) の並列計算をまず先に実装することとした. (2) アルゴリズムの改良については, 中国人の剰余定理を用いるアルゴリズムを設計中であるが, 単純な方式に比べメリットがあまり無く, さらなる改良を検討中である. (3) については単純な GPU 利用では不十分であり, 100台規模のPCを並列に利用することのメリットを活かすべくプログラムを設計中である.
また, 平成27年秋にアルゴリズムの自動微分に関する世界的権威である ドイツ・フンボルト大学の Andreas Griewank 教授が来日し, これを受けて本学での講演を依頼し区分的微分可能関数の自動微分に関する講演会を10月5日に実施した. この際の研究情報交換を下地として, 絶対値演算abs(x)を含むプログラムで定義される関数の x=0 における微分を系統的に実行するための処理系を試作し, テクニカルレポートとしてまとめた. 従来 Clarke Generalized Jacobian の要素を求めるだけに過ぎなかったアルゴリズムを, n次元空間で体積を持つ領域での Clarke Generalized Jacobian を計算するアルゴリズムに改良中である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2015年夏過ぎから,今回の研究の着想に至る原点であるところのアルゴリズムの自動微分に関する新たな技術展開についての研究が必要であるという着想に至り,そちらの方面での研究と当初予定のものとを同時進行する形で研究を実施した.結果としてゼロを引数とする絶対値関数の評価が存在する場合の自動微分の手法,すなわち,区分的に微分可能な関数に対するアルゴリズム自動微分の処理系についての研究を進めることとなったため.

今後の研究の推進方策

GPUを用いた計算は想定より遅れてしまっている.早期に対応したい.
区分的線形化に関する研究は,アルゴリズムの自動微分技術を本質的に発展させるものであることから,この方面の研究にも注力していく予定である.

次年度使用額が生じた理由

研究実績に記載したように,今年度は比較的高性能の機器を購入し活用予定であったが,別の観点からのアルゴリズム微分の理論的・実践的検討が必要であるという着想に至ったため,今年度後半はその方面での検討を重ねたため,実質的な経費使用には至らなかった.

次年度使用額の使用計画

2016年度は,9月にアルゴリズムの自動微分に関する4年に1度の国際会議が英国で開催されるので,その会議に参加するべく研究内容をまとめた.この参加のための旅費を本研究費から充当する.このアルゴリズムの自動微分は本研究の原点となる技術であるので,本研究に深く関わるものである.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [学会発表] GPUを用いたポラード・ロー法の実装2016

    • 著者名/発表者名
      中村優,久保田光一
    • 学会等名
      情報処理学第78回全国大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-12
  • [図書] Simple Implementation of AD for Piecewise Linearization with Abs-Normal Form2016

    • 著者名/発表者名
      K.Kubota
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Technical Report TRISE 15-03, Information and System Engineering, Faculty of Engineering and Science, Chuo University

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公開日: 2017-01-06  

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