2 0 0 0 ランダムなネットワークトポロジーのラック配置最適化に関する研究
- 著者
- 藤原 一毅 鯉渕 道紘
- 出版者
- The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
- 雑誌
- 電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)
- 巻号頁・発行日
- vol.J96-D, no.8, pp.1903-1912, 2013-08-01
スーパコンピュータの大規模化が進むにつれ,通信遅延が並列アプリケーションの性能に及ぼす影響が無視できなくなっている.このため,高次数スイッチを前提とした低遅延なネットワークトポロジーの活用が注目されている.これまでの研究で我々は,ランダムなショートカットリンクをもつトポロジーが低遅延性の点で優れていることを明らかにした.このようなランダムトポロジーは,一方で,ハイパキューブなどの規則的なトポロジーに比べて配線が非常に長くなるという問題を抱えていた.本研究において我々は,(1)不均一なランダムショートカットリンクを単純なトポロジーに付加し,(2)ラックレイアウトを施設配置問題として最適化することで,低遅延性を維持したまま総配線長を最大29%削減できることを示す.
誘導結合チップ間無線インタフェース(Through Chip Interface:TCI)を用いて小規模なチップを多数結合し、多様な大規模システムを構築する「ビルディングブロック型計算システム」のチップブリッジを用いたシステム統合方式について研究する。既に開発された複数のLSIチップを、チップ自体をブリッジとすることにより組み合わせ、様々な機能、性能、エネルギー要求を満足するシステム構成の構築法を確立することを目的とする。具体的には、安価なボンディングを用いて多数のチップを組み合わせる積層手法、ソフトウェアからアナログ技術までを駆使して性能、電力をチューニングする手法、チップ内のスイッチとアクセラレータを統合する機構について研究する。2018年度は、TCIを用いたIP(Intellectual Property)の動作検証と、実チップテストを行うためのTCITesterチップを開発した。このチップは、ルネサスエレクトロニクス社65nmプロセスを利用して、3mm X 3mmのサイズで実装した。TCIを装備する様々なチップの上に装着し、その電気的特性を計測し、連続運転試験を行うことができる。他のチップ上に積層するのに先立ち、開発したTCI Tester同士を積層し、TCI IPの転送可能周波数、電源ドロップを計測し、TCI IPを組み込む場合の指針を得た。また、TCI IPを装備したKVSチップ、SNACCチップ、CCSOTBチップそれぞれの単体性能を実チップで計測した。また、積層を行った場合の発熱の時間経過を計測するTHERMO2の積層を行った。様々なチップ積層の可能性を探るため、熱解析ツールの改良を行った。
- 著者
- 石田 慎一 原島 真吾 鯉渕 道紘 川島 英之 西 宏章
- 出版者
- Japan Society for Software Science and Technology
- 雑誌
- コンピュータソフトウェア (ISSN:02896540)
- 巻号頁・発行日
- vol.29, no.4, pp.59-73, 2012-10-25
近年,ルータやゲートウエイが取得可能な情報を使って新たなサービスを提供する試みが提案,検討されている.従来,NIDS (Network Intrusion Detection System)構築のため,ゲートウェイ上でレイヤ7での情報検出を可能とするソフトウェア実装は存在したが,アプリケーションプロトコルのHTTP/1.1のgzip encodeやchunk encodeに対応し,情報の検索と抽出を主目的とした実装は公開されていない.そこで本論文ではlibpcapを利用してLinuxゲートウェイのethデバイスやpcapファイルのトラヒックからTCPストリーム再構築と前記HTTPのデコードを行い,文字列抽出を実現するオープンソース・ソフトウエアSLIM (Smart Linux Interface Monitor)を実装,評価した.SLIMにおいて使用メモリ量を削減するため,コンテキストスイッチを利用したパケット単位のTCPストリーム再構築を独自に実装した.評価結果より,SLIMはオンライン解析を行った場合,ゲートウェイ上で21.3Mbpsの処理が可能であり,pcapファイルを直接処理した上でPostgreSQLに保存した場合86.8Mbps, ファイルとして保存した場合1.12Gbpsを達成した.また,オフライン解析を行った場合,1.5TB・最大73万コネクションを含むコアネットワークの仮想トラヒックを解析可能であることを示した.この時,使用メモリ量は5.87GBであった.また,SLIMは研究室ゲートウェイで3ヶ月以上安定して連続動作に成功した.
- 著者
- 石田 慎一 原島 真吾 鯉渕 道紘 川島 英之 西 宏章
- 出版者
- 日本ソフトウェア科学会
- 雑誌
- コンピュータソフトウェア (ISSN:02896540)
- 巻号頁・発行日
- vol.29, no.4, pp.59-73, 2012-10-25
- 参考文献数
- 15
近年,ルータやゲートウエイが取得可能な情報を使って新たなサービスを提供する試みが提案,検討されている.従来,NIDS (Network Intrusion Detection System)構築のため,ゲートウェイ上でレイヤ7での情報検出を可能とするソフトウェア実装は存在したが,アプリケーションプロトコルのHTTP/1.1のgzip encodeやchunk encodeに対応し,情報の検索と抽出を主目的とした実装は公開されていない.そこで本論文ではlibpcapを利用してLinuxゲートウェイのethデバイスやpcapファイルのトラヒックからTCPストリーム再構築と前記HTTPのデコードを行い,文字列抽出を実現するオープンソース・ソフトウエアSLIM (Smart Linux Interface Monitor)を実装,評価した.SLIMにおいて使用メモリ量を削減するため,コンテキストスイッチを利用したパケット単位のTCPストリーム再構築を独自に実装した.評価結果より,SLIMはオンライン解析を行った場合,ゲートウェイ上で21.3Mbpsの処理が可能であり,pcapファイルを直接処理した上でPostgreSQLに保存した場合86.8Mbps, ファイルとして保存した場合1.12Gbpsを達成した.また,オフライン解析を行った場合,1.5TB・最大73万コネクションを含むコアネットワークの仮想トラヒックを解析可能であることを示した.この時,使用メモリ量は5.87GBであった.また,SLIMは研究室ゲートウェイで3ヶ月以上安定して連続動作に成功した.
1 0 0 0 OA 高性能計算機インターコネクトにおけるランダムショートカットトポロジ
- 著者
- 鯉渕 道紘 松谷 宏紀 天野 英晴 D.FrankHsu Henri Casanova
- 雑誌
- 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論文集
- 巻号頁・発行日
- vol.2012, pp.85-92, 2012-01-17
メニーコア並列アプリケーションと高性能計算機の大規模化が進むにつれて性能への通信遅延の影響が大きくなってきている.そのため,高性能計算システムでは高次元スイッチを用いた低遅延トポロジの活用が重要となりつつある.そこで,本研究では,典型的なトポロジにランダムなショートカットリンクを加えたトポロジを探求する.N 台の次数kのスイッチで構成されたトポロジにおいてランダムなショートカットリンクは,直径を理想値である logk N に近づけ,平均距離,トポロジの拡張性,耐故障性をスモールワールド効果により改善する.グラフ解析の結果より,ランダムなショートカットリンクは,規則的にショートカットリンクを付加した場合と比べて,直径と平均距離を最大 8 倍改良することが分かった.また,フリットレベルシミュレーションの結果より,ランダムなショートカットリンクは遅延を 35% 削減し,ハイパーキューブなどの同じ次数を持つ規則的なトポロジと同程度のスループットを達成した.