著者

黒田 久泰 直野 健 岩下 武史

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理 (ISSN:04478053)

巻号頁・発行日

vol.50, no.6, pp.505-511, 2009-06-15

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ライブラリは,汎用性の高い複数のプログラムを再利用できる形でひとまとまりにしたものである.身近な例として,C言語でよく使われるprintfやmalloc関数などはC言語標準ライブラリ関数と言われているものである.ライブラリといってもファイル入出力,メモリ管理,通信に関するものなど数多く存在するが,ここでは特に数値計算ライブラリを取り上げる.そして,自動チューニング技術がどのように数値計算ライブラリで適用されているのかについて紹介する.本記事では,まず自動チューニング機能を取り入れていない従来型の数値計算ライブラリについて紹介し,その後,自動チューニング機能付き数値計算ライブラリについて紹介する.

著者

河合直聡 岩下武史 中島浩 三宅洋平

雑誌

先進的計算基盤システムシンポジウム論文集

巻号頁・発行日

vol.2011, pp.226-226, 2011-05-18

著者

安部 達也 平石 拓 三宅 洋平 岩下 武史 中島 浩

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.59, pp.1-8, 2011-07-20

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分散制約充足問題を分散並列計算環境で解くにあたり,ジョブを処理の単位とする分散並列処理 (ジョブ並列) に特化したジョブ並列スクリプト言語 Xcrypt で処理を記述することにより,実際の分散並列計算環境であるところの,いわゆるスーパーコンピュータを利用する方法を紹介する.さらに,Xcrypt の遠隔ジョブ投入機構を利用することにより,制約が遠隔の計算機に分散された状態からの制約充足問題,つまり,真の意味での分散制約充足問題を簡便に取り扱うことができることを示す.We introduce a method of parallel executions based on the job unit (job-level parallel executions) for solving distributed constraint satisfaction problems (DCSPs) in parallel and distributed computation environments, the so-called today's many supercomputers. Throughout introducing the method we use the job-level parallel script language Xcrypt, specific to job-level parallel executions. We also show that Xcrypt provides us with a feature of submitting remotely jobs for solving realistic DCSPs (under the circumstances that constraints are truely distributed in separate computers).

著者

高橋 康人 徳増 正 藤田 真史 若尾 真治 岩下 武史 金澤 正憲

出版者

The Institute of Electrical Engineers of Japan

雑誌

電気学会論文誌. B, 電力・エネルギー部門誌 = The transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan. B, A publication of Power and Energy Society (ISSN:03854213)

巻号頁・発行日

vol.129, no.6, pp.791-798, 2009-06-01

被引用文献数

25 5

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This paper proposes novel techniques for the improvement of the convergence characteristic of step-by-step time integrations in nonlinear transient eddy-current analyses. The proposed methods, which are based on the time-periodic finite-element method and the explicit error correction method, can extract poorly-converged error components corresponding to large time constants of an analyzed system. The correction of the extracted error components accelerates the convergence of transient calculation efficiently. Furthermore, we extend the performance of the proposed methods in nonlinear problems. Some numerical results that verify the effectiveness of the proposed methods are also presented.

著者

中島 研吾 佐藤 正樹 古村 孝志 奥田 洋司 岩下 武史 阪口 秀

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-HPC-130, no.44, pp.1-9, 2011-07-20

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ヘテロジニアスなアーキテクチャによる計算ノードを有するポストペタスケールシステムの処理能力を充分に引き出す科学技術アプリケーションの効率的な開発,安定な実行に資する 「自動チューニング機構を有するアプリケーション開発・実行環境:ppOpen-HPC」 を開発する.対象離散化手法を有限要素法,差分法,有限体積法,境界要素法,個別要素法に限定し,各手法の特性に基づきハードウェアに依存しない共通インタフェースを有するアプリケーション開発用ライブラリ群,耐故障機能を含む実行環境を提供する.自動チューニング技術の導入により,様々な環境下における最適化ライブラリ,耐故障機能を持つ最適化アプリケーションの自動生成を目指す.本研究は 2014 年度に東京大学情報基盤センターに導入予定の数十ペタフロップス級システムをターゲットとし,同システム上で実アプリケーションによって検証,改良し,一般に公開する.

著者

南 武志 岩下 武史 中島 浩

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.65, pp.1-8, 2011-07-20

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本論文では高周波電磁場解析の一手法である 3 次元 FDTD 法におけるキャッシュメモリを考慮した性能改善手法の提案と性能評価を行う.3 次元 FDTD 法の計算カーネルは時間発展に関するループにより与えられ,各タイムステップにおいて電場と磁場の値が交互に更新される.3 次元 FDTD 法の計算カーネルは演算あたりのロード/ストア量が大きく,一般にメモリ帯域の影響を受けやすい計算である.キャッシュメモリのヒット率を向上しメインメモリへのアクセスによる性能の低下を軽減する性能改善手法として,解析領域をタイルと呼ぶ小領域に分割し各タイル内で複数のタイムステップに関する処理を連続して行うタイリングと呼ばれる手法が存在する.しかし,単純な固定タイルによる実装では,タイル間での冗長な計算がオーバーヘッドとなっていた.そこで,本論文ではタイリング手法において,タイルの位置と形状を時間ステップごとに変化させ計算量の増加を防ぐ手法を提案する.提案手法を評価した結果,AMD 製クアッドコア Opteron プロセッサよる数値実験において 4 スレッドによる並列処理を行った場合,一般的な 3 次元 FDTD 法の実装と比較して計算時間を約 50% 短縮させることに成功した.This paper deals with performance improvement of three dimensional FDTD kernel for high frequency electromagnetic field analyses. The FDTD method is one of explicit time stepping methods. The electric and magnetic fields are updated alternately in each time step. Since the calculation of the FDTD method has a large byte/flop ratio, its performance is limited by memory throughput. For a remedy of it, there is a technique called tiling, in which the analyzed domain is divided into multiple small domains. By updating electrical and magnetic fields in each small domain in multiple time steps, we can utilize cache data efficiently. However, when we implement tiling based on simple fixed size tiles, redundant calculations are required between adjacent tiles. In this paper, we propose a new tiling technique for three dimensional FDTD method without redundant calculations. This method prevents an increase in the amount of calculations by changing the position and shape of the tile at each time step. Numerical tests on a quad-core AMD Opteron processor show that the proposed three dimensional FDTD method attains up to 50 percent reduction in the calculation time compared with an ordinary implementation of the three dimensional FDTD method.

著者

岩下 武史 美舩健 島崎 眞昭

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コンピューティングシステム(ACS) (ISSN:18827829)

巻号頁・発行日

vol.48, no.8, pp.1-10, 2007-05-15

被引用文献数

5

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マルチグリッド法において,スムージング,補間・制約演算を陽的に行わない新しい方法:陰的マルチグリッド法を提案する.同手法では,マルチグリッド法における各レベルの方程式を統合化し,1つの大きな連立一次方程式として主に前処理付きクリロフ部分空間反復法により解く.その結果,従来のマルチグリッド解法の応用範囲を広げ,様々な前処理手法との併用が可能となる.同手法の基礎概念,実装法を記述し,その有効性について電磁界解析における反復法の性質との類似性から説明する.さらに,差分解析による数値解析において,同手法がコースグリッドコレクションの効果を有し,グリッドサイズによらない収束性を実現していることを示す.This paper proposes a new multigrid method, which is called "Implicit correction multigrid method". In this method, linear systems of equations on all levels in a multigrid method are integrated into one large linear system of equations. When this integrated linear system is solved by using preconditioned iterative solvers, an effect of coarse grid correction is expected to be implicitly involved. Since any preconditioning techniques are used for the integrated linear system, the proposed method can extend application areas of conventional multigrid solvers. This paper describes the basic concept and the implementation way of the implicit correction multigrid method. Furthermore, we explain the effect of the proposed method by introducing a special characteristic of an iterative method observed in an electromagnetic field analysis. Finally, numerical tests based on a finite difference analysis confirm that the proposed method involves an effect of coarse grid correction and attains a convergence rate independent from the grid-size.

著者

越本 浩央 金澤 正憲 岩下 武史

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.2005, no.19, pp.19-24, 2005-03-07

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グリッドコンピューティングの基盤を支えるミドルフレームワークが充実し,ウェブサービスとの統合による応用面が注目されている.しかし仕様の複雑さと規模の大きさが開発と利用を困難にしている.本研究ではこの二つの問題を解決するために,RESTアーキテクチャに基づいたグリッドサービスの設計を提案し,モナドベースのRESTfulウェブサービスを構築する.RESTアーキテクチャはネットワーク上のエンドポイントのステートレス化を推し進める.またモナドはデータと計算と計算戦略を切り離すことで計算結果への参照透明性を提供する.ここではモナドを利用することでの開発の効率化とRESTfulなサービスの運用の利便性を示す.With preparedness for the Grid computing by the Grid middle frameworks, a research and development of the Grid integration as the web-service are remarkable. However it seems too complicate on developing and operating, dues to a complexity and a fleshiness of the specifications. In order to solve these two problems, we proposed a efficiency of designing the Grid-service in line with the REST architecture, and composed a web-service based on Monad. The REST architecture makes endpoints on the Net stateless. Monad makes programs be decomposed into data, functions and strategies, and provides transparency of calculus. We show an efficiency of Monad for developing and a convenience of a RESTful web-service for operating.