PCクラスタにおける高速フーリエ変換の並列アルゴリズムに関する研究

PC集群上快速傅里叶变换并行算法研究

• 批准号: 14780185
• 负责人: 高橋 大介
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780185/
• 关键词: 高速フーリエ変換; PCクラスタ

本研究の目的は,PCクラスタにおける高速フーリエ変換(fast Fourier transform,以下FFT)の並列アルゴリズムの実現および評価が挙げられる。近年,PCクラスタの普及に伴い,並列FFTアルゴリズムが様々な研究者によって提案されており,ライブラリとなっているものも多い。ところが、これらの並列FFTアルゴリズムはデータ数がN=2^pのように,2のべき乗で表される場合についてのものが多い。そこで本研究では,PCクラスタにおいてデータ数がN=2^p3^q5^rの場合について多次元の並列FFTアルゴリズムの実現および評価を行った。PCクラスタでは,一つのノードがSMP構成になっている場合があり,この場合にはPCクラスタが共有メモリ型並列計算機と分散メモリ型並列計算機の両方のアーキテクチャの特性を兼ね備えたものになるが,それぞれのアーキテクチャにおいて最適な並列FFTアルゴリズムは異なるために,本研究では異なるアーキテクチャについてそれぞれ並列FFTアルゴリズムを実現し,評価を行った。そして,これらの並列FFTアルゴリズムを実際にPCクラスタ上に実現し,今までの逐次FFTアルゴリズムに対する性能向上率を評価した。さらに,並列FFTアルゴリズムでは,各プロセッサ内におけるFFTの計算量をできるだけ削減する必要があるが,より演算量の少ないFFTアルゴリズムについても研究を行った。また,平成15年度に行った研究成果を,国際会議等で発表すると共に,それらの内容をまとめて学術雑誌等で論文を発表した。

は の purpose, this study PC ク ラ ス タ に お け る high-speed フ ー リ エ variations in (fast Fourier transform, the following FFT) tied for ア の ル ゴ リ ズ ム の be presently お よ び review 価 が 挙 げ ら れ る. In recent years, the PC ク ラ ス タ の popularization に companion い, parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム が others 々 な researchers に よ っ て proposal さ れ て お り, ラ イ ブ ラ リ と な っ て い る も の も い more. と こ ろ が, こ れ ら の parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム は デ ー タ が N = 2 ^ p の よ う に, 2 の べ き 乗 で table さ れ る occasions に つ い て の も の が い more. そ こ で this study で は, PC ク ラ ス タ に お い て デ ー タ が N = 2 ^ p3 ^ q5 ^ r の occasions に つ い て multidimensional の parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム の be presently お よ び review 価 を line っ た. PC ク ラ ス タ で は, a つ の ノ ー ド が SMP constitute に な っ て い る occasions が あ り, こ の occasions に は PC ク ラ ス タ が mutual メ モ リ type parallel computer と scattered メ モ リ type parallel computer の struck party の ア ー キ テ ク チ ャ の features を and ね prepared え た も の に な る が, そ れ ぞ れ の ア ー キ テ ク チ ャ に お い て optimum な parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム は different な る た め に, this study で は different な る ア ー キ テ ク チ ャ に つ い て そ れ ぞ れ parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム を be し now, review 価 を line っ た. そ し て, こ れ ら の parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム を be interstate に PC ク ラ ス タ on に be し now, today ま で の successive FFT ア ル ゴ リ ズ ム に す seaborne る performance rate upward を review 価 し た. さ ら に, parallel FFT ア ル ゴ リ ズ ム で は, each プ ロ セ ッ サ within に お け る FFT computation is の を で き る だ け cut す る necessary が あ る が, よ り calculus fewer の な い FFT ア ル ゴ リ ズ ム に つ い て も を line っ た. Line 15 year ま た, pp.47-53 に っ た research results を, international conference で す 発 table る と に, そ れ ら の content を ま と め て academic 雑 volunteers で paper を 発 table し た.

项目成果

Daisuke Takahashi: "A Radix-16 FFT Algotithm Suitable for Multiply-Add Instruction Based on Goedecker Method"Proceeding of 2003 IEEE International Conference on Aceustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2003). (to appear). (2003)

Daisuke Takahashi：“基于 Goedecker 方法的适用于乘加指令的 Radix-16 FFT 算法”2003 年 IEEE 国际声学、语音和信号处理会议记录 (ICASSP 2003)。

Daisuke Takahashi: "A parallel 1-D FFT algorithm for the Hitachi SR8000"Parallel Computing. Vol.29,No.6. 679-690 (2003)

Daisuke Takahashi：“适用于 Hitachi SR8000 的并行一维 FFT 算法”并行计算。

Daisuke Takahashi: "A Radix-16 FFT Algorithm Suitable for Multiply-Add Instruction Based on Goedecker Method"Proceedings of 2003 IEEE International Conference on Multimedia and Expo(ICME 2003). Vol.2. 845-848 (2003)

Daisuke Takahashi：“基于 Goedecker 方法的适用于乘加指令的 Radix-16 FFT 算法”2003 年 IEEE 国际多媒体会议和博览会（ICME 2003）论文集。

Daisuke Takahashi: "A parallel 1-D FFT algorithm for the Hitachi SR8000"Parallel Computing. (to appear). (2003)

Daisuke Takahashi：“适用于 Hitachi SR8000 的并行一维 FFT 算法”并行计算。

高橋大介, 朴泰祐, 佐藤三久: "PCクラスタにおける並列一次元FFTのブロックアルゴリズム"並列処理シンポジウムJSPP2002論文集. 55-62 (2002)

Daisuke Takahashi、Taisuke Park、Miku Sato：“PC 集群上并行一维 FFT 的块算法”并行处理研讨会论文集 JSPP2002 (2002)。