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2011 Fiscal Year Annual Research Report

マルチコア並列処理を指向した準数値アルゴリズムと実装法の研究

Research Project

Project/Area Number 22500011
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

村尾 裕一  電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (60174265)

Keywords準数値アルゴリズム / GPU / 陰関数描画 / 多項式補間 / 区間数 / RNS表現 / 並列処理う
Research Abstract

主要な応用題材のひとつである陰関数描画について、二次元の場合はソフトウェアの設計を済ませ効率のよい実装の開発を進めているが,三次元についてはなかなか良い方策が見つからず理論的な検討を進めている.今後,二次元の場合の効率次第では,二次元に投影しての描画という方策も検討する.そのため,二次元の場合の実装の効率が重要で,機械語利用の一般的手法と実効性能の実験を進めている.これについては,他の基本演算や応用にも活用でき-る.この事とも関連して,CUDA,OpenCL,Streamなどの多様な開発環境を調べ実測するためにGPU機能を統合した小型CPUの計算機も導入した.今後,徐々に調査・検討を進める.
アルゴリズムの検討と実装については,先ず,基本演算で効率の良い実装法の定まっていないPNS表現における大小比較・符号判定について精査を進めているが,一部に用いる浮動小数演算の精度と効率の検討が未決である.より上位のアルゴリズムについては,RNS表現の従来からの方法に基づき実装実験を進めた.疎な多項式の補間による決定では,アルゴリズムの一部で高い並列処理効率が実証されたが,一方で組合せ爆発の問題も明らかになっている.これは,GPUでの整数の計算精度不足にも起因するもので,今後,機械語命令による高い精度の計算と多数のコアの利用により,この問題がどの程度緩和されうるのかを検討を進める.また,線形方程式の正確解法について,GPUの性能を発揮させることを目的として,本来は疎行列のために開発されたアルゴリズムの実装を行い,メモリアクセス法の改良等を重ねた結果,行列の疎密に依らずに有効であることが実証できた.
当研究では,実用的な数式の通信方式の開発も行っているが,その最も極端な場合としてタブレットPCでの活用についても検討を行った.
以上について,適宜,口頭発表等と通して対外的に発表を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

所属機関における改組に伴う授業や委員の担当.役割の変化と,節電対策への様々な対応の日常の活動への影響が予想外に大きく,研究時間を十分にとることができなかった。
また,GPUやマルチコア向けのソフトウェア開発環境め統合化が進むと予想したが,現段階ではCUDA,OpenCL,Streamと個々に進展し,結果としてこれらへの対応の検討に余計な時間を割くこととなってしまった。

Strategy for Future Research Activity

日常業務関連に予想以上に時間をとられたことは,得られた経験を生かすことにより今後はある程度解消されるであろう。
ソフトウェア開発については,世の中に流通する製品群の動向には注意しつつも,当面はCPU向けにはOpenMP,GPUはCUDAに専念することとし,プロセッサ・アーキテクチャの今後に進展についてもこの範囲で対応を考えていくことにする.

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Presentation (8 results)

  • [Presentation] 数式処理へのGPUの応用と有効性2012

    • Author(s)
      萩原尚, 宮下宏樹, 村尾裕一
    • Organizer
      Risa/Asir Conference 2012
    • Place of Presentation
      神戸大学理学部
    • Year and Date
      20120320-20120322
  • [Presentation] GPUを用いた有限体上の線形方程式の解法の高速化2012

    • Author(s)
      萩原尚, 村尾裕一
    • Organizer
      HPCS2012 2012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.ポスターP3-2
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20120124-20120126
  • [Presentation] GPUを用いた疎な多項式補間の高速処理法2012

    • Author(s)
      宮下宏樹, 村尾裕一
    • Organizer
      HPCS2012 2012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.ポスターP3-3
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20120124-20120126
  • [Presentation] 3変数陰関数描画について2012

    • Author(s)
      近藤祐史, 兵頭礼子, 村尾裕一, 齊藤友克
    • Organizer
      日本数式処理学会第4回基礎理論分科会&合同分科会合同研究会
    • Place of Presentation
      仙台青葉カルチャーセンター
    • Year and Date
      20120121-20120122
  • [Presentation] Risa/Asirの行列演算と改良について2011

    • Author(s)
      兵頭礼子, 近藤祐史, 村尾裕一, 齊藤友克
    • Organizer
      研究集会:数式処理-その研究と目指すもの.Computer Algebr-Design of Algorithms, Implementations and the Next Generation
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      20111207-20111209
  • [Presentation] 数式処理システム概説2011

    • Author(s)
      村尾裕一
    • Organizer
      第20回日本数式処理学会大会.学会誌「数式処理」
    • Place of Presentation
      神戸大学理学部(特別講演)(Vol.18, No.2に掲載予定)
    • Year and Date
      20110909-20110911
  • [Presentation] 3変数の陰関数描画について2011

    • Author(s)
      近藤祐史, 兵頭礼子, 村尾裕一, 齊藤友克
    • Organizer
      第20回日本数式処理学会大会.学会誌「数式処理」
    • Place of Presentation
      神戸大学理学部(Vol.18, No.2に掲載予定)
    • Year and Date
      20110909-20110911
  • [Presentation] 数式を省略して表示する方法の提案と検討2011

    • Author(s)
      村尾裕一, 近藤祐史, 兵頭礼子, 齊藤友克
    • Organizer
      研究集会:数学ソフトウェアと教育.講究録1780, PP.232-242(2012)
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      20110824-20110826

URL: 

Published: 2013-06-26  

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