柔構造型クラスタ環境を実現するための共有メモリ機構に関する研究

实现灵活结构化集群环境的共享内存机制研究

• 批准号: 14780231
• 负责人: 大西 淑雅
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 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-14780231/
• 关键词: FPGA; ハードウエアDSM; クラスタコンピュータ; PCI; 柔構造性; 通信機能付メモリ; 大規模分散システム; 大規模並列計算; ハードウェアDSM; 通信機能付きメモリ; ギガビット通信

本研究では、クラスタ環境の高性能化を実現するために、クラスタコンピュータに適したハードウェアDSM(分散共有メモリ)に関する研究を行っている。このハードウェアDSMを提供するDSMボードは、一般的なバスインターフェースに搭載可能なDSMボードであり、次世代バスインターフェースの規格を考慮して開発を進めてきた。高性能な共有メモリ機構をDSMボード上に組み込むことが容易に実現できるため、FPGAの特徴を活かした「柔構造性」についても研究を進めてきた。平成14年度に機能設計を行ったDSMボード(PCI版)の動作確認を、平成15年度も引き続き行いつつ、高性能FPGAデバイス(Virtex-II Pro)によるDSMボードの設計も検討した。その結果、通信インターフェース部分に関しては、Virtex-II Proによる動作確認を実施した。なお、「柔構造性」に関しては、タスクのノード配置や通信最適化、動的・静的に行うスケジューリングなどについて検討し研究成果を公表した。また、利用者が望むクラスタ構成と機能を自由に変更するための「情報」を取り出す仕組みを、大規模な分散システム(ディスクレスLinux端末)をベースに検討した。この分散システムは、柔構造型クラスタ環境のモデルとなるように設計開発した大規模分散システムである。分散システム上のメモリやCPUといった資源情報を、この分散システム上で収集し、分散システムの構築と運用という形でその結果を公表した。なお、柔構造型クラスタ環境の「柔構造」に関しては、アプリケーションレベルからの検討を行ってきたが、モデル的な調査や検討がさらに必要であることが判明した。本研究を実施することで、FPGAを利用したDSMボードを試作し、「柔構造性」に関して様々な角度から検討することができた。つまり、柔構造型クラスタ環境の実現に向けた共有メモリ機能の基礎的な成果をあげることができた。

This study で は, ク ラ ス タ environment の high performance-based を be presently す る た め に, ク ラ ス タ コ ン ピ ュ ー タ に optimum し た ハ ー ド ウ ェ ア DSM (distributed mutual メ モ リ) に masato す る を line っ て い る. こ の ハ ー ド ウ ェ ア DSM を provide す る DSM ボ ー ド は, general な バ ス イ ン タ ー フ ェ ー ス に may carry な DSM ボ ー ド で あ り, next generation バ ス イ ン タ ー フ ェ ー ス の specifications を consider し て open 発 を into め て き た. High-performance な mutual メ モ リ institutions を DSM ボ ー ド に group on み 込 む こ と が に easily be presently で き る た め, FPGA の 徴 を live か し た "soft structure" に つ い て を も research into め て き た. Pp.47-53 line 14 year に function design を っ た DSM ボ ー ド (PCI) の action confirmed を, pp.47-53 15 year も lead き 続 き line い つ つ, high performance FPGA デ バ イ ス (Virtex - Pro II) に よ る DSM ボ ー ド の design も beg し 検 た. そ の results, communication イ ン タ ー フ ェ ー ス part に masato し て は, Virtex - Pro II に よ る action confirmed を be applied し た. な お, "soft structure" に masato し て は, タ ス ク の ノ ー ド configuration や communication optimization, dynamic, static line に う ス ケ ジ ュ ー リ ン グ な ど に つ い て beg し 検 research を male table し た. Looking ま た, ik が む ク ラ ス タ constitute と function を free に - more す る た め の "intelligence" を take り す blackstone group み を, large-scale scattered な シ ス テ ム (デ ィ ス ク レ ス Linux end) を ベ ー ス に beg し 検 た. <s:1> <s:1> dispersed システム, soft-structured <s:1> ラスタ environment <s:1> モデ となるように となるように design and development of <s:1> た large-scale dispersion システムである. On scattered シ ス テ ム の メ モ リ や CPU と い っ た resources intelligence を, こ の scattered シ ス テ ム on で 収 し, scattered シ ス テ ム の build と using と い う form で そ の results を male table し た. な お, soft stereotype ク ラ ス タ environment の "soft structure" に masato し て は, ア プ リ ケ ー シ ョ ン レ ベ ル か ら の 検 line for を っ て き た が, モ デ ル な survey や beg が 検 さ ら に necessary で あ る こ と が.at し た. This study を be applied す る こ と で, FPGA を し た DSM ボ ー ド を try し, "soft structure" に masato し て others 々 な Angle か ら beg す 検 る こ と が で き た. つ ま り, soft stereotype ク ラ ス の タ environment be am に to け た mutual メ モ リ basis function の な results を あ げ る こ と が で き た.

项目成果

大西淑雅: "HYPHENクラスタにおける基本プリミティブの設計と実装"情報処理学会研究報告. HPC-90. 31-36 (2002)

Yoshimasa Onishi：“HYPHEN 集群中基本原语的设计和实现”日本信息处理学会研究报告 31-36 (2002)。

立川 純: "タスク並列処理を用いたソフトウェア分散共有メモリの提案"情報処理学会研究報告. HPC-94. 13-18 (2003)

Jun Tachikawa：“使用任务并行处理的软件分布式共享内存的提案”日本信息处理协会研究报告 13-18 (2003)。

立川 純: "性能ヘテロクラスタにおけるタスク並列処理フレームワークの提案"先進的計算基盤システムシンポジウム講演論文集. 2003. 193-194 (2003)

Jun Tachikawa：“性能异质集群的任务并行处理框架的提案”2003 年高级计算基础设施系统研讨会论文集。193-194 (2003)

立川 純: "計算機クラスタにおける動的スケジューリングを基本とする並列処理環境の検討と提案"コンピュータシステム・シンポジウム講演集. 2002. 9-12 (2002)

Jun Tachikawa：“基于计算机集群动态调度的并行处理环境的研究和建议”计算机系统研讨会论文集 2002. 9-12 (2002)。

大西淑雅: "ライフサイクルに基づく教育用計算機システムの構築と運用"情報処理学会論文誌. 45・1. 33-45 (2004)

大西义正：“基于生命周期的教育计算机系统的构建和操作”日本信息处理学会汇刊45・1（2004）。