計算物理学分野のGRIDアプリケーションと並列プログラミングシステムの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13224010
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 佐藤 三久 筑波大学, 電子・情報工学系, 教授 (60333481)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 朴 泰祐 筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (90209346)
• Keywords: グリッドコンピューティング / 広域分散並列処理 / 遠隔手続き呼び出し / OpenMP / 並列プログラミング / 計算物理学

Research Abstract

本研究の目的は、計算物理学分野のアプリケーションに焦点を当て、Grid技術による広域並列分散コンピューティングにより新たな展開が可能になる応用の探索的技術開発と、それを支援する並列プログラミングシステムを構築することである。このために、Grid環境の標準的なミドルウエアであるGlobusシステム上に、遠隔の計算機上でプログラムの一部を実行可能にする遠隔手続き呼び出し(RPC)機構を中心とした、Grid上の並列分散プログラミングシステムを開発し、並列プログラミングインタフェース OpenMPを利用して、簡便に並列プログラミングができるようにする。さらに、計算物理学分野のアプリケーションを調査、Grid環境に適したアプリケーションを選定し、開発したGrid並列プログラミングシステムを用いて実装を行う。広域分散ネットワーク環境において、開発したアプリケーションの性能評価を行い、Grid技術についての知見を得、開発したプログラミングシステムの改善を行う。
当該研究期間においては、Grid環境において遠隔の計算機上でプログラムの一部を実行可能にする遠隔手続き呼び出し(RPC)機構の基本設計とベースシステムの実装、対象となるアプリケーションの調査を行った。詳細は以下の通り:
1,OpenMPプログラムと協調して、並列の遠隔呼び出しを行う機構OmniRPCの実装を行った。クラスタ環境にて性能評価を行った。さらに、Grid環境にGlobusを用いて拡張し、予備評価を行った。
2,格子QCDや宇宙物理学などの計算物理学分野のGridアプリケーションについて調査を行った。
3,設備備品として、16台のPCからなるクラスタを構築し、Globusを経由して利用できるようにした。

Research Products

• [Publications] M.Sato, M.Hirano, Y.Tanaka, S.Sekiguchi: "OmniRPC : a Grid RPC facility for Cluster and Global Computing in OpenMP"Proceedings of WOMPAT2001. LNCS-2104. 130-136 (2001)
• [Publications] T.Boku, S.Yoshikawa, M.Sato, C.G.Hoover, W.G.Hoover: "Implementation and performance evaluation of SPAM particle code with ODenMP-MPI hybrid programming"Proceedings of European Workshop on OpenMP. LNCS-2110. (2001)
• [Publications] 吉川茂洋, 朴泰祐, W.G.Hoover, C.G Hoover, 佐藤三久: "SPAM粒子シミュレーションのハイブリット並列化"情報処理学会研究会報告. 2001-HPC-87-8. 43-48 (2001)