Implementation of Efficient Asynchronously Coupled Computation with Timed Buffer on NVDIMM

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まず非同期連成計算用時系列バッファ領域のインタフェース設計に取り組んだ。非同期連成計算では、あるプログラムがバージョン毎に生成するデータを、別のプログラムが適宜参照する。そこで、データごとに生成側のプログラムを生産者、参照側のプログラムを消費者として登録し、役割に応じて操作する、生産者消費者モデルのインタフェースを設計した。生産者の基本操作は新規バージョンの追加のみとし、既存バージョンの書き換えを不可とする。この方針に基づき、生産プログラム側からバージョン番号と生成データをバッファに入力する関数、および、参照側から任意のバージョンのデータと取得する関数を設計した。さらに、バッファに空きを作るため、不要になったバージョンを削除する関数、およびデータをファイルに移動する関数も設計した。次にこれらの実装に取り組んだ。バッファへの入力関数は、バッファに空きがあれば即座にデータをコピーして終了し、空きが無ければ、参照側の操作で空きが生じるまで待つようにした。これらの動作を確認したところ、参照側のデータ取得の際のオーバヘッドが大きいことが判明した。そこで、一度のデータ取得で周辺のバージョンのデータも取得するキャッシュ機構を追加実装することで、オーバヘッドの低減を実現した。また、プログラミングインタフェースとしての実用性を確認するため、共同研究者の加藤、深沢、三宅らが開発している磁気流体シミュレーションプログラムとその可視化プログラムを利用して、連成計算の一つであるIn-situ可視化を実現し、問題なく利用できることを検証した。なお、本年度購入予定だったNVDIMMについては、開発元のIntel社が開発を停止したため、1年前に購入していた製品で代用することとした。一方、NVIDIA社の最新のネットワークカード BlueField2を購入することで通信時間を短縮し、実用性の向上を図った。