著者

小田嶋哲哉 李珍泌 朴泰祐 佐藤三久 塙敏博 児玉祐悦 RaymondNamyst SamuelThibault OlivierAumage

雑誌

研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

巻号頁・発行日

vol.2012-HPC-135, no.9, pp.1-8, 2012-07-25

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GPU クラスタ上でのプログラミングは,様々なプログラミングフレームワークが直交しており,複雑になってしまうことが多い.本研究では,XMP をアクセラレータを持つ並列計算機向けに拡張した言語仕様 XMP-dev の一実装として,GPU と CPU によるハイブリッドワークシェアリングを容易に行うことができる XMP-dev/StarPU を提案し,プロトタイプ実装を行う.XMP-dev は,XMP が本来提供している分散メモリノードへのデータと処理の分割・通信の機能に加え,各ノードでの処理の一部を GPU にオフローディングをすることが可能である.しかし,現在の実行モデルでは GPU にオフロードされた部分はすべて GPU により実行され,CPU との協調計算やワークシェアリングを行うことができない.本研究では,StarPU をバックエンドスケジューラとして用い,計算をタスクという単位で GPU や CPU へスケジューリングをすることで,GPU / CPU のワークシェアリングを可能とする.本稿では,現在開発中の XMP-dev/StarPU のプロトタイプコンパイラと同等の動作をするハンドコンパイルしたコードを用いて重力 N 体問題について評価を行う.結果として,GPU/CPU ワークシェアリングは機能しているが性能向上は十分ではなく,大きな要因は GPU と CPU の性能差に対応する十分な問題サイズを与えることが難しいこと,また,これを改善するために何らかの負荷バランス機能が必要であることがわかった.

著者

岡本 高幸 朴 泰祐 佐藤三久 建部修見

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2006, no.87, pp.121-126, 2006-07-31

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家庭やオフィスの遊休PCは潜在的に大きな計算能力を有しており,これらを接続して効率的に利用することができれば非常に大きな計算資源となる.しかし,NATやファイアウォールの中にあるこれらのPCを相互に接続するには,物理的なIPアドレスに依存しないノード識別子によるルーティング処理やUPnP,hole punchingなどのNAT越えの技術が必要である.これらをアプリケーションごとに実装していくことは煩雑であり,P2Pアプリケーションの開発における問題となっている.そこで本稿では,アプリケーションをネットワークの物理構成から独立させ,物理ネットワークに依存せず参加するすべてのノードを等しく接続可能とするオーバーレイネットワークを提案する.そして,その実現に必要なNAT越え技術の一つであるUDP hole punchingについてのテストシステムを作成し,市販の家庭用ルータを用いて性能評価を行った.UDP hole punchingと独自のライブラリを使うことによってTCPと比べて2 割程度のスループットの低下でNATを越えて直接通信が実現できることを確認した.An enormous number of PCs at home or office potentially implies a great amount of computation power when they are out of the work, and there is an opportunity to utilize their power for a large scale computation. However, these machines usually exist behind the NAT or firewall and it requires various techniques to access and connect them, such as logical naming independent from the original IP addresses, efficient routing, or NAT traversing with UPnP or UDP hole punching. It is troublesome to apply these techniques adequately to each application, and this is a hazard in the development of P2P application. In this paper, we propose an overlay network to connect all attending nodes in logically flat layer independently from their physical network in order to encourage the easy development of various P2P applications. In our system, we implement a generic communication library based on UDP hole punching which is one of the most common NAT traversal techniques, and evaluated the communication performance on commodity personal broadband router widely used at home. We developed an original communication layer only with UDP protocol which is basically compatible with TCP. By the direct communication through NAT box without intermediate relay server, we confirmed that our method provides a communication performance with only about 20% of performance degradation compared with TCP communication.

著者

平野 基孝 首藤 一幸 田中 良夫 佐藤三久

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム(OS) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2005, no.79, pp.17-24, 2005-08-03

被引用文献数

2

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我々は数千ノードからなるP2P、グリッド等の大規模並列分散コンピューティング用の安全な通信基盤の形成を目的として、匿名相互証明書とP2P通信を用いる認証方式AUBReX(Authentication method Using Buddy-buddy relationship Represented by Cross centificate)を提案する。AUBReXでは、2ユーザ間(友人)の信頼関係を、そのユーザ間以外では個人情報の特定が出来ないように生成されたエンドエンティティ名(SubjectDN内のCommonName)を持つX.509デジタル証明書を相互に発行しあうことで表現する。これを匿名相互証明書と呼び、匿名相互証明書からなる証明書チェインをP2P通信により生成、検査することで、直後の信頼関係を結んでいないユーザ間での、匿名性を確保した上でのユーザ認証機構を提供する。AUBReXを用いることで、中央集権的CAを必要とせず、かつ不特定多数のユーザ間でのPKIベースの相互認証が可能になり、P2P環境でのピア間相互認証に有効である。We propose an authentication method called AUBReX(Authentication method Using Buddy-buddy relationship Represented by Cross certificate),which enables a secure communication infrastructure of a thousand of nodes for P2P and Grid distributed parallel computing using anonymous cross certificates and P2P communication. In the AUBReX,a trusted relationship (fellowship,or buddy-buddy relationship) between two users is represented by issueing X.509 cross certificate each other. The cross certificate has a secure-hashed CommonName as an end entity,that can only be revealed between the users. By collecting such anonymous cross certificates via P2P connection and generating a certificate chain and verifying it, the AUBReX provides an authentication mechanism between users who don`t have direct turusted relationship. By using AUBReX,it enables that PKI based mutual authentication between any users without a centralized CA,in which is suitable for P2P environment.

著者

小田嶋哲哉 李珍泌 朴泰祐 佐藤三久 塙敏博 児玉祐悦 RaymondNamyst SamuelThibault OlivierAumage

雑誌

研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

巻号頁・発行日

vol.2013-HPC-138, no.25, pp.1-9, 2013-02-14

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GPU クラスタ上でのプログラミングは,様々なプログラミングモデルが直交しており,複雑になってしまうことが多い.本稿では,分散メモリ環境向け高水準並列プログラミング言語である XMP を GPU クラスタ等のアクセラレータを持つ並列計算機向けに拡張した言語仕様 XMP-dev において,GPU と CPU によるハイブリッド協調計算を実現する XMP-dev/StarPU を提案,実装を行った.XMP-dev は,ノード間通信をベースとし,データの分散や GPU へのオフローディングが可能な並列言語である.しかし,CPU を計算リソースとして GPU と並行して用いるには複雑なプログラミングが必要である.これに対し,StarPU をバックエンドのスケジューラとすることで,計算をタスクという単位で GPU や CPU へスケジューリングすることによりワークシェアリングが可能になる.本稿では,実際のアプリケーションに XMP-dev/StarPU を適用することで,GPU のみを計算に利用するときよりも 1.1~1.2 倍ほどの高速化が可能であることを示した.また,指示文ベースのプログラミングモデルである XMP-dev/StarPU は,通常のプログラミングよりもコストが大幅に削減できることも示した.

著者

竹房 あつ子 小川 宏高 松岡 聡 中田 秀基 高木 浩光 佐藤三久 関口 智嗣 長嶋 雲兵

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.39, no.6, pp.1827-1838, 1998-06-15

参考文献数

14

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広域ネットワークの整備につれ,高性能広域分散計算を実現する試みが我々のNinfを含めていくつか行われている.しかしこのような広域計算システムの,特にWANにおいて複数のクライアントが複数のサイトに分散している状況下での性能特性に関する議論は十分になされていない.本稿では,Ninfおよび類似のシステムの実現可能性を調査するため,LAN/WAN環境でLinpack/EPベンチマークを実施し,次のような結果を得た.1)十分なバンド幅があれば,Ninfを用いた方がLocal実行するより高速になる.2)既存の高性能計算機は性能や耐久性の点で広域計算システムの運用に十分なプラットフォームである.3)ベクトル並列計算機(Cray J90)では,高性能並列ライブラリが有効利用できる,すなわち既存の高性能ライブラリの再利用性がある.4)計算主体の計算(EP)では現状の広域計算システムで十分に運用できる.5)通信主体の計算(Linpack)では,LAN環境ではサーバの稼働率が性能を支配し,WAN環境では通信性能と設置条件によって性能に与える影響に一定の傾向がある.Rapid increase in speed and availability of network of supercomputers is making high-performance global computing possible,including our Ninf system.However,critical issues regarding system performance characteristics in global computing have been little investigated,especially under multi-client,multi-site WAN settings.In order to investigate the feasibility of Ninf and similar systems,we conducted benchmarks under various LAN and WAN environments,and observed the following results:1)Given sufficient communication bandwidth,Ninf performance quickly overtakes client local performance,2)current supercomputers are sufficient platforms for supporting Ninf and similar systems in terms of performance and OS fault resiliency,3)for a vector-parallel machine (Cray J90),employing optimized dataparallel library is a better choice compared to conventional task-parallel execution employed for non-numerical data servers,4)computationally intensive tasks such as EP can readily be supported under the current Ninf infrastructure,and 5)for communication-intensive applications such as Linpack,server CPU utilization dominates LAN performance,while communication bandwidth dominates WAN performance,and furthermore,aggregate bandwidth could be sustained for multiple clients located at different Internet sites;as a result,distribution of multiple tasks to computing servers on different networks would be essential for achieving higher client-observed performance.

著者

高木 浩光 松岡 聡 中田 秀基 関口 智嗣 佐藤三久 長嶋 雲兵

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.40, no.5, pp.2203-2214, 1999-05-15

参考文献数

23

被引用文献数

1

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地球規模の広域分散計算システムを魅力的なものとするためには 不特定の者に対して システムの利用だけでなく応用プログラムの作成をも解放する必要があると考える. その実現のためには 安全性を保証しながら任意のプログラムを実行できる仕組みが必要である. そこで Javaのセキュリテイ機構を活用してこれを実現した 大域的並列計算環境「Ninflet」を提案する. これを用いることで 任意の計算を他人が所有する計算機上でさせることが可能となる. このシステムは 夜間利用されていない計算機を地球の裏側の昼間の地域に貸し出すといった 地球規模の共同利用メタコンピュータシステムを実現するためや また ワークステーションクラスタ上に並列処理環境を構築するためにも利用することのできるものである. 本論文では Ninfletシステムのアーキテクチャを提案するとともに 並列処理環境として利用する場合の予備的な性能評価を行う.To make global-wide distributed computing system attractive, the system should be open to an arbitrary individual not only for its usage but also for construction of wide variety of application programs. For this purpose, the system must supply a secure environment for safely executing arbitrary programs. Our proposed global computing environment "Ninflet" fulfills such a requirement by exploiting the security mechanism of the Java language, allowing computation to occur on machines not owned or administered by the individual invoking the computation. Ninflet realizes a globally-shared metacomputer which would allow "lending" of computing cycles of machines which would be otherwise unused at nights to the other side of the globe, or to simply build a parallel execution environment on a heterogeneous sets of workstation clusters. We present the system architecture of Ninflet and a preliminary performance evaluation when used as a parallel execution environment.

著者

中田 秀基 高木 浩光 松岡 聡 長嶋 雲兵 佐藤三久 関口 智嗣

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.39, no.6, pp.1818-1826, 1998-06-15

参考文献数

7

被引用文献数

4

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ローカルなネットワーク上でのメッセージパッシングライブラリを用いた分散並列計算はすでに広く行われている.しかし,ネットワークの高速化によって現実的になりつつある広域ネットワーク上での分散並列計算については,ソフトウェアの枠組みがいまだ十分に整備されていない,我々は,広域分散並列計算に適した分散計算の枠組みとして「Ninf」を提案している.Ninfは広域分散環境でのマクロデータフローによる並列実行を支援するシステムで,広域での動的負荷分散とスケジューリングを特徴とする.メッセージパッシングライブラリを用いた手法と比較して,(1)広域ネットワークに適した通信パターンを用いる,(2)ユーザにとってプログラミングが容易でかつ再利用性が高い,(3)既存のライブラリの再利用が容易,(4)ネットワーク上の資源の利用が可能,といった特長を持つ.Distributed computing using message passing libraries in a LAN(Local Area Network) environment is already accepted as an effective supercomputing methodology.On the other hand,although distributed computing in WAN(Wide Area Network) environment is becoming practical due to recent development of high-speed network facilities,software framework for supercomputing in WAN is yet to be established.We propose 'Ninf',a distributed computing framework for globally distributed computing environment.Ninf enables parallel computing in WAN based on the macro dataflow model,and facilitates automatic dynamic load distribution and scheduling.Ninf has the following advantages over using existing message passing libraries in WAN supercomputing:(1) communication protocol suited for globally distributed environment,(2) ease of programming (3) reuse of existing libraries,(4) integration with existing data resources on the Internet.

著者

TranMinhTuan 李珍泌 小田嶋哲哉 朴泰祐 佐藤三久

雑誌

研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.53, pp.1-8, 2011-07-20

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GPU アーキテクチャの汎用化と高速化によって,GPU クラスタは高いコストパフォーマンスと演算性能,省電力化を HPC 分野にもたらしている.これまで汎用計算における GPU の高速化効果を目的とするプログラミング言語モデルの拡張やライブラリが数多く提案されてきた.しかし,これらは GPU を搭載するシングルノード環境を対象とする拡張が多く,GPU クラスタなどのメモリ分散システムを対象とするものがまだ少ない.multi-node GPU クラスタにおける高い性能プログラミングは通常の 1 ノード内のホストーGPU の拡張だけでは不十分,それぞれのノードにまたがる GPU どうしのプログラミングも意識する必要がある.そこで,現在,我々は Partitioned Global Address Space(PGAS) プログラミングモデルをベースとした並列プログラミング言語 XcalableMP を GPU クラスタに適用可能とするための拡張を行っている.本稿では,行列積計算を対象に,GPU クラスタにおける XMP-ACC 拡張のプログラミングコストと性能について調査した.その結果,4 ノードの GPU クラスタにおいて,CPU のみを用いた XcalableMP プログラムよりも,それに数行の XMP-ACC 指示文の追加したプログラムのほうが約 42 倍の速度向上が得られた.

著者

神林 亮 佐藤三久

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2008, no.74, pp.229-234, 2008-07-29

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建物や街中,道路や駅構内といったさ様々な場所に,カメラや赤外線センサ,マイクなどのセンサデバイスが設置されつつあり,それらをネットワークで結びつけて活用する技術が期待されている.センシング Web は,クローズドなネットワークのみならず,広域ネットワークに接続されたオープンなセンサ群を接続して社会全体で共有利用を行おうとするプロジェクトである.センシング Web では,従来の単純なセンターを対象とする従来のセンサーグリッドと異なり,画像や音声も対象とする.そのためにプライバシの保護に配慮することが必要となる.また,画像データなどのデータは大量であるが,不必要なデータも多く,プライバシーに配慮する必要になるため,データは蓄積せずにセンサの直近で処理することが望ましい.そのためのアーキテクチャとして,遠隔プログラム実行によりセプライバシ情報や不要なデータを除去可能で,かつ認証機構によるアクセス制御が可能なセンシング Web のアーキテクチャを提案する.Recently sensor devices such as video cameras, infrared sensors and microphones on various places such as the building, in the town, and roads and the station yards are being placed. It is a promising technology to make use of these sensors connected by the network. Sensing web is a project to Bhare sensors open to the public in wide-area network, not only sensors closed in a network. Different from existing sensor grids for simple sensor devices, the Sensing web includes sensor devices such as video cameras and microphone. This requires consideration for privacy on the data from sensors. While sensor data such as images is relatively large, required information in the data may often be small and include privacy. So it is desirable to process the data and extract the information near the sensors. In this paper, we propose the architecture which can protect privacy information and remove useless data by shipping the remote program execution into the node near to a sensor with the access control by the authentication mechanism.

著者

中田 秀基 草野 貴之 松岡 聡 佐藤三久 関口 智嗣

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

巻号頁・発行日

vol.1996, no.22, pp.77-82, 1996-03-04

被引用文献数

3

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ネットワーク数値情報ライブラリNinf(etwork based Infomation library for High Performance Computin)は、高速なネットワークを前提として、主に数値演算の分野において、計算自体を多くのユーザに提供することを目指したシステムである。本稿では、Ninfシステムを構築する要素の一つであるメタサーバに関して、そのアーキテクチャを示し、簡単な性能予備評価を示す。メタサーバは、サーバとクライアントの間にたちサーバの場所をクライアントに対して隠蔽する役割を果たす。また、メタサーバを用いることにより、簡単な分散並列計算が可能になる。To establish a framework of information sharing in the numerical computation area, we have proposed the Ninf, Network based information library for high performance computing. In this paper, we show a Meta Server architecture, which is a component of the Ninf system. Meta Server stand between the Server and the Client and hides the Server from the Client. It also enables easy distributed concurrent computation.