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Innovative Methods for Scientific Computing in the Exascale Era by Integrations of (Simulation+Data+Learning)

百亿亿次时代科学计算的创新方法（模拟数据学习）的集成

基本信息

批准号：
19H05662
负责人：
中島研吾
金额：
$ 127.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05662/
关键词：
「計算・データ・学習」融合大規模シミュレーションデータ駆動型アプローチ混合精度演算・精度保証ヘテロジニアス環境計算科学・データ科学・機械学習の融合エクサスケールシステム高性能・高信頼性・省電力アルゴリズム自動チューニング精度保証スーパーコンピューティング計算科学データ同化機械学習低精度・混合精度・変動精度演算ヘテロジニアスコンピューテイング混合精度演算

项目摘要

東大情報基盤センターでは2021年5月に（計算＋データ＋学習）融合のプラットフォームであるWisteria/BDEC-01が運用を開始し，本研究でこれまで開発してきた（計算＋データ＋学習）融合を実現する革新的ソフトウェア基盤「h3-Open-BDEC」の様々な機能を検証するとともに，ソフトウェアの改良を実施した。「変動精度演算に基づく新計算原理」層では，低精度・混合精度演算に加えて，FP21，FP42等の変動精度演算手法の研究開発を進め，様々な実問題に適用した。「（計算＋データ＋学習）融合」層では，多重格子法，時空間並列化手法，4次元変分法データ同化手法，階層型データ駆動アプローチ（hDDA）の研究開発を継続して実施した。データ同化については，地震シミュレーションを対象として，レプリカ交換モンテカルロ法によるパラメータ探索，および4次元変分法を用いたプロセス駆動型データ同化の高速化を実施した。「統合・通信・ユーティリティ」層については，2020年度までに整備した異機種間通信ライブラリ「h3-Open-SYS/WaitIO」，多機能カプラー「h3-Open-UTIL/MP」をWisteria/BDEC-01に実装，地震シミュレーション，全球大気シミュレーション等により検証し，「（計算＋データ＋学習）融合」実現への見通しを得た。論文発表16件（査読付き：16，国際共著：5），学会発表63件（招待講演：9，国際学会：25）の他，片桐教授（名古屋大）を中心として，本研究メンバーの多くが著者として加わった「ソフトウェア自動チューニング科学技術計算のためのコード最適化技術」を刊行した。2021年11月30日・12月3日に国際シンポジウムをオンラインで実施し，メンバーによる発表の他，6件の招待講演（うち海外より4件）を実施，国内を中心に約50名程度の参加があった。

Since the beginning of the Wisteria/BDEC-01 program in May 2021, this study focuses on the implementation of the "h3-Open-BDEC" technology which is the basis for innovation and innovation. Let's see how to improve the situation. The new calculation principle of kinematic accuracy calculus has been developed, the low-precision mixed precision calculus has been improved, and the methods of precision calculus such as FP21,FP42 have been studied and improved. "(calculation + calculation + learning) fusion", multi-grid method, space-time parallelization method, 4-dimensional method, numerical simulation assimilation method, and the study of traditional Chinese medicine exercise training training (hDDA) research has been conducted in the study of traditional Chinese medicine. In order to explore the four-dimensional method, the four-dimensional method is used to explore the situation in the earthquake, the earthquake and the earthquake. In the year of 2020, the equipment of the whole world will be able to buy "h3-Open-SYS/WaitIO" for inter-machine communication, multi-machine can load "h3-Open-UTIL/MP" for Wisteria/BDEC-01 equipment, earthquake disaster, global telecommunications, and so on. "(calculation + learning + learning) integration" shows that you can achieve success. There are 16 papers (international co-authored: 5), 63 (hospitality show: 9, International Society: 25), and Professor Koto (Nagoya University). In this study, the author of this study is interested in the publication of the most advanced science and technology program. On November 30, 2021, on December 3, 2021, there were six hospitality performances (4 overseas performances) and about 50 participants from the domestic center.

项目成果

期刊论文数量（198）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

An a posteriori verification method for generalized Hermitian eigenvalue problems in large-scale electronic state calculations

大规模电子态计算中广义埃尔米特特征值问题的后验验证方法

DOI：
10.1016/j.cam.2020.112830
发表时间：
2020
期刊：
Journal of Computational and Applied Mathematics
影响因子：
2.4
作者：
Tanaka K.;Hoshi T.;Mochizuki I.;Hanada T.;Ichimiya A.;Hyodo T.;Takeo Hoshi,Takeshi Ogita,Katsuhisa Ozaki,Takeshi Terao
通讯作者：
Takeo Hoshi,Takeshi Ogita,Katsuhisa Ozaki,Takeshi Terao

AM-hCGA法による並列多重格子法

使用 AM-hCGA 方法的并行多重网格方法

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
情報処理学会研究報告
影响因子：
0
作者：
Koshi Yoshida;Mallika Srisutham;Supranee Sritumboon;Desell Suanburi and Naruekamon Janjirauttikul;森本剛，内田啓子，吉田素文，宇都雅輝，野上康子，片桐瑞希，仁田善雄，齋藤宣彦;中島研吾，堀越将司，Balazs Gerofi，石川裕
通讯作者：
中島研吾，堀越将司，Balazs Gerofi，石川裕

Parallel Multigrid Methods on Manycore Clusters with IHK/McKernel

使用 IHK/McKernel 的众核集群上的并行多重网格方法