著者

笠原 博徳 小幡 元樹 石坂 一久

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会論文誌 (ISSN:18827764)

巻号頁・発行日

vol.42, no.4, pp.910-920, 2001-04-15

被引用文献数

12

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本論文では,共有メモリ型マルチプロセッサシステム上での粗粒度タスク並列処理のワンタイム・シングルレベルスレッド生成を用いた実現方式について提案する.粗粒度タスク並列処理は,現在のループ並列性の限界を超え,シングルチップマルチプロセッサからハイパフォーマンスコンピュータに至る広範囲のマルチプロセッサシステムの性能改善のために,重要な技術である.提案する粗粒度タスク並列処理実現手法では,まずFortranプログラムを粗粒度タスクに分割し,最早実行可能条件解析を用いてタスク間の並列性を解析した後,スタティックに粗粒度タスクをプロセッサに割り当てるか,実行時に粗粒度タスクをプロセッサに割り当てるダイナミックスケジューリングコードを埋め込んだOpenMP並列化Fortranプログラムを生成する.生成されるOpenMP並列化プログラムでは,階層的に粗粒度タスク並列処理を,プログラム開始時の一度だけのスレッドforkと,終了時の一度だけのjoinで低オーバヘッドで実現できる.本論文では,提案手法の有効性を8プロセッサからなる共有メモリマルチプロセッサIBM RS6000 SP 604e High Node上で評価する.本評価では,Perfect Club BenchmarksにおけるARC2D,SPEC 95fpのSWIM,TOMCATV,HYDRO2D,MGRIDを用い,提案する粗粒度タスク並列処理方式で生成したOpenMPコードをIBM XL Fortran compilerでコンパイルする.評価の結果,8プロセッサを用いた場合,提案する粗粒度並列処理手法は,XL Fortran単独によるループ自動並列化性能を1.5から3倍改善できることが確認できた.This paper proposes an implementation methodnamed ``one-time single level thread generation''for a coarse grain task parallel processing schemeon an off the shelf shared memory multiprocessor system.The coarse grain task parallel processing is importantto improve the effective performance of wide range of multiprocessor systemsfrom a single chip multiprocessor to a high performance computerbeyond the limit of the loop parallelism.The proposed scheme decomposes a Fortran programinto coarse grain tasks, analyzes parallelism among tasks by ``Earliest Executable Condition Analysis''considering control and data dependencies,statically schedules the coarse grain tasks to processorsor generates dynamic task scheduling codes to assign the tasks to processorsand generates OpenMP Fortran source codefor a shared memory multiprocessor system machine.The thread parallel code using OpenMP generatedby OSCAR compiler forks threads only onceat the beginning of the program and joins only once at the endeven though the program is processed in parallelbased on hierarchical coarse grain task parallel processing concept.The performance of the proposed scheme is evaluatedon a 8-processor shared memory multiprocessor system machine,IBM RS6000 SP 604e High Node,using a newly developed OpenMP backend of OSCAR multigrain compiler.The evaluation shows that OSCAR compiler with IBM XL Fortran compilergives us 1.5 to 3 times larger speedupthan native IBM XL Fortran compiler for SPEC 95fpSWIM, TOMCATV, HYDRO2D, MGRID and Perfect Benchmarks ARC2D.