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2010 年度 実績報告書

情報爆発時代のロバストな自動チューニングシステムに向けた数理的基盤技術の研究

公募研究

研究領域情報爆発時代に向けた新しいIT基盤技術の研究
研究課題/領域番号 21013014
研究機関東京大学

研究代表者

須田 礼仁  東京大学, 大学院・情報工学系研究科, 教授 (40251392)

キーワード自動チューニング / ハイパフォーマンスコンピューティング / 数理工学 / ベイズ統計 / 実験計画 / 並列処理 / ランダマイズドアルゴリズム / 逐次統計
研究概要

情報爆発時代のソフトウェアは、質・量とも爆発的に大きくなる情報を有効に活用するため、それとおなじくらい爆発的に拡大する計算・通信・記憶資源の多様性に、柔軟かつロバストに適応する能力を備えなければならない。このような適応能力(以下総じて「自動チューニング機能」と呼ぶ)は、一般に情報収集→推定→最適化→実行制御という流れで実現される。本研究では自動チューニングの数理の普遍的構造を明らかにし、ロバストな自動チューニング機構の数理的基盤を構築することを目的とする。連携研究者として、東京大学大学院情報理工学系研究科教授竹村彰通、同室田一雄、神戸大学大学院システム情報学研究科教授山本有作、株式会社日立製作所中央研究所主任研究員直野健、電気通信大学情報理工学部准教授今村俊幸、東京大学情報基盤センター特任准教授片桐孝洋を迎えて研究を推進した。
平成22年度では、オフライン自動チューニング、並列自動チューニングの数理手法を開発するとともに、これまでの知見を総合し、自動チューニング数理モデル化とソフトウェア構築の方法論を4DACとしてまとめ、ATMathCoreLibとして公開した。本科研費主催の国際ワークショップiWAPTは5回目を迎え、米国バークレーで開かれた。これまでの研究成果、国際研究協力の成果をまとめて英文書籍Software Automatic Tuning : From Concepts to the State-of-the-Art Resultsとし、Springerから出版した。日本応用数理学会の会誌である「応用数理」の2010年9月号と12月号が「自動チューニング」の特集となり、代表者、連携研究者も多く執筆した。これらにより、自動チューニング技術を国内外に発信し、理解を広めた。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (20件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] New procedures for testing whether stock price processes are martingales2011

    • 著者名/発表者名
      Kei Takeuchi, Akimichi Takemura, Masayuki Kumon
    • 雑誌名

      Computational Economics

      巻: 37 ページ: 67-88

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential optimizing strategy in multi-dimensional bounded forecasting games2011

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kumon, Akimichi Takemura, Kei Takeuchi
    • 雑誌名

      Stochastic Processes and their Applications

      巻: 121 ページ: 155-183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Baecklund Transformation Between Two Integrable Discrete Hungry Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Akiko Fukuda, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki, Emiko Ishiwata, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 375 ページ: 303-308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Performance Quantum Simulation for Coupled Josephson Junctions on the Earth Simulator : A challenge to Schroedinger Equation on 256^4 Grids2010

    • 著者名/発表者名
      T.Imamura, T.Kano, S.Yamada, M.Okumura, M.Machida
    • 雑誌名

      International Journal of High Performance Computing

      巻: 24 ページ: 319-334

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multistep Bayesian strategy in coin-tossing games and its application to asset trading games in continuous time2010

    • 著者名/発表者名
      Kei Takeuchi, Masayuki Kumon, Akimichi Takemura
    • 雑誌名

      Stochastic Analysis and Applications

      巻: 28 ページ: 842-861

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error controlling algorithm for simultaneous block-diagonalization and its application to independent component analysis2010

    • 著者名/発表者名
      T.Maehara, K.Murota
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 2 ページ: 131-134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A numerical algorithm for block-diagonal decomposition of matrix $*$-algebras with general irreducible components2010

    • 著者名/発表者名
      T.Maehara, K.Murota
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 27 ページ: 263-293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A numerical algorithm for block-diagonal decomposition of matrix $*$-algebras with application to semidefinite programming2010

    • 著者名/発表者名
      K.Murota, Y.Kanno, M.Kojima, S.Kojima
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 27 ページ: 125-160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 密正方行列特異値分解における並列I-SVD法の特性を用いた後処理の高速化2010

    • 著者名/発表者名
      豊川博己, 山本有作, 木村欣司, 高田雅美, 中村佳正
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS)

      巻: 30 ページ: 30-38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential qd Algorithm for Totally Nonnegative Hessenberg Matrices : Introduction of Origin Shifts and Relationship with the Discrete Hungry Lotka-Volterra System2010

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Yamamoto, Takeshi Fukaya
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 2 ページ: 69-72

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Four-point Correlation Function of a Passive Scalar Field in Rapidly Fluctuating Turbulence : Numerical Analysis of an Exact Closure Equation2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Mizuno, Kouhei Ohi, Tomohiro Sogabe, Yusaku Yamamoto, Yukio Kaneda
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E

      巻: 82 ページ: 036316-036324

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自動チューニングのための数理基盤技術2010

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 20 ページ: 5-14

  • [雑誌論文] 階層的な性能モデルに基づく行列計算の自動チューニング2010

    • 著者名/発表者名
      山本有作, 深谷猛
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 20 ページ: 15-25

  • [雑誌論文] 超並列環境向きの固有値計算アルゴリズムと自動チューニング2010

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 20 ページ: 26-36

  • [学会発表] Performance Evaluation for a Dense Eigenvalue Solver for the Next-generation Petascale System2011

    • 著者名/発表者名
      T.Imamura, H.Pham, S.Yamada, M.Machida
    • 学会等名
      SIAM CSE2011
    • 発表場所
      アメリカ・リノ
    • 年月日
      2011-03-01
  • [学会発表] eigen_sg:マルチコア+GPGPU環境における固有値ソルバ開発2011

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸, 山田進, 町田昌彦
    • 学会等名
      2011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, HPCS2011
    • 発表場所
      筑波市(ポスター発表)
    • 年月日
      2011-01-18
  • [学会発表] Acceleration of Hessenberg Reduction for Nonsymmetric Eigenvalue Problems Using GPU2010

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Muramatsu, Shao-Liang Zhang, Yusaku Yamamoto
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications (PDAA)
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2010-11-17
  • [学会発表] 大規模固有値問題と高性能計算2010

    • 著者名/発表者名
      山本有作
    • 学会等名
      第22回RAMPシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-10-28
  • [学会発表] 自動チューニングの数理モデルと最適化2010

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      第22回RAMPシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-10-28
  • [学会発表] Novel approach in a divide and conquer algorithm for eigenvalue problems of real symmetric band matrices2010

    • 著者名/発表者名
      H.Pham, T.Imamura, S.Yamada, M.Machida
    • 学会等名
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC2010)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Development of a high performance eigensolver on the peta-scale next generation supercomputer system2010

    • 著者名/発表者名
      T.Imamura, S.Yamada, M.Machida
    • 学会等名
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC2010)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Performance Evaluation of the Gram-Schmidt Orthogonalization with Numerical Policy Interface on Heterogeneous Platforms2010

    • 著者名/発表者名
      Ken Naono, Takao Sakurai
    • 学会等名
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC2010)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] 疎行列反復解法ライブラリにおける自動チューニング機能の開発2010

    • 著者名/発表者名
      片桐孝洋
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所、研究集会、科学技術計算アルゴリズムの数理的基盤と展開
    • 発表場所
      京都市(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] 自動チューニングのための実験計画におけるランダマイズの効用2010

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      日本応用数理学会2010年度年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 並列ソフトウェアのオンライン自動チューニングのためのBayes的手法2010

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会第126回研究会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] 密行列計算アルゴリズムに対するブロック分割法の最適化と性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      深谷猛, 山本有作, 張紹良
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会第126回研究会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2010-08-04
  • [学会発表] 非対称固有値計算におけるヘッセンベルグ化のGPUによる高速化2010

    • 著者名/発表者名
      村松淳一, 山本有作, 張紹良
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング硬究会第126回研究会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Online Automatic Tuning of Parallel Sparse Matrix Computations2010

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda
    • 学会等名
      6th International Workshop on Parallel Matrix Algorithms and Applications (PMAA 2010)
    • 発表場所
      スイス・バーゼル
    • 年月日
      2010-07-02
  • [学会発表] Methods of Parallel Experimental Design of Online Automatic Tuning and their Application to Parallel Sparse Matrix Data Structure2010

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suda
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT 2010)
    • 発表場所
      アメリカ・バークレー
    • 年月日
      2010-06-22
  • [学会発表] Challenges of Run-time Auto-tuning for Sparse Iterative Solvers2010

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Katagiri
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2010)
    • 発表場所
      アメリカ・バークレー
    • 年月日
      2010-06-22
  • [学会発表] オフライン自動チューニングの数理手法2010

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング硬究会第125回研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-06-17
  • [学会発表] 並列試行による並列処理のためのオンライン自動チューニング2010

    • 著者名/発表者名
      須田礼仁
    • 学会等名
      第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2010-05-26
  • [学会発表] ペタスケール環境での高並列固有値ソルバの開発2010

    • 著者名/発表者名
      今村俊幸
    • 学会等名
      第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2010-05-26
  • [学会発表] Performance Modeling of Multishift QR Algorithms for the Parallel Solution of Symmetric Tridiagonal Eigenvalue Problems2010

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyata, Yusaku Yamamoto, Shao-Liang Zhang
    • 学会等名
      Algorithms and Architectures for Parallel Processing (ICA3PP 2010)
    • 発表場所
      韓国・プサン
    • 年月日
      2010-05-23
  • [図書] Software Automatic Tuning : From Concepts to the State-of-the-ArtResults2010

    • 著者名/発表者名
      Ken Naono, Keita Teranishi, John Cavazos, Reiji Suda
    • 総ページ数
      377
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2012-07-19  

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