階層型粗粒度並列処理におけるプログラム再構成を伴うデータ局所化の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12780243
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 吉田 明正 東邦大学, 理学部, 講師 (60277845)
• Keywords: 粗粒度タスク並列処理 / データ分散 / データローカライゼーション / 並列化コンパイラ / ループ整合分割 / マルチプロセッサシステム / スケジューリング / キャッシュ

Research Abstract

平成13年度は、共有メモリ型マルチプロセッサシステム上での階層型粗粒度タスク並列処理における、一般的なマクロタスクグラフを対象としたデータ局所化(データローカライゼーション)について研究を行った。本研究では、従来、集中共有メモリ経由で行われていた粗粒度タスク間データ転送において、分散キャッシュ(ローカルメモリ)を有効利用し、データ転送オーバヘッドを軽減することを目的としている。
具体的には、本年度は、粗粒度タスク並列処理の適用される各階層において、粗粒度タスク並列性が十分に得られ、かつ、粗粒度タスク間で分散キャッシュを介したデータ転送が行えるようにプログラムを再構成するループ整合分割法を開発した。本手法の適用後、各ループは整合して複数の部分ループに分割されており、同一データを使用する異なるループの部分ループ間において、分散キャッシュを介したデータ授受が可能となる。また、一般的なマクロタスクグラフから分散キャッシュ経由のデータ授受を行う領域を決定する方法として、データローカライゼーション対象マクロタスク決定法についても研究を行った。
上述のループ整合分割法を適用後、多量のデータ転送を必要とする粗粒度タスク集合を同一プロセッサに割り当てるため、データ転送ゲインを考慮したスケジューリングアルゴリズム、及び、データローカライゼーショングループを考慮したスケジューリングアルゴリズムを用いる。
本研究では、提案手法を用いた階層型粗粒度タスク並列処理をマルチプロセッサシステム(Sun Ultra80)上で性能評価し、その有効性を確認している。なお、本研究に関連した研究成果は、国際会議IWACT、情報処理学会論文誌、並列処理シンポジウム、情報処理学会研究会等で発表されている。

Research Products

• [Publications] A.Yoshida: "A Data Localization Scheme for Coarse Grain Task Parallel Processing on Shared Memory Multiprocessors"Proc.of IEEE International Workshop on Advanced Compiler Technology for High Performance and Embedded Systems. 111-118 (2001)
• [Publications] 吉田明正: "階層型粗粒度タスク並列処理のためのタスク多重割当を用いた実行方式"情報処理学会 論文誌. 43・4. (2002)
• [Publications] 吉田明正: "階層型粗粒度タスク並列処理のための多重割当てを用いたダイナミックスケジューリング手法"情報処理学会 並列処理シンポジウムJSPP'01論文集. 351-358 (2001)
• [Publications] 八木哲志, 吉田明正: "共有メモリマルチプロセッサ上でのデータローカライゼーション対象マクロタスク決定手法"情報処理学会 計算機アーキテクチャ研究会. 147-34. (2002)
• [Publications] 荒牧智子, 吉田明正: "粗粒度タスク並列処理のためのマルチレベルタスクスケジューリング"情報処理学会 第63回全国大会. 2L-5. (2001)