科学技術アプリケーションのメニーコア環境対応を支援する自動最適化フレームワーク

支持科技应用多核环境的自动优化框架。

• 批准号: 14J11834
• 负责人: 星野 哲也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11834/
• 关键词: HPC; OpenACC; GPU; プログラミング言語; 国際情報交換(アメリカ); フレームワーク構築; 国際学会発表

本研究課題の当初の研究計画では、(1年目)：メニーコアプロセッサにおける性能最適化モデルの構築、(2年目)：メモリ階層間のデータ移動・データ構造の変更を行う仕組みの構築、(3年目)：性能最適化モデルに基づく自動最適化フレームワークの構築、という計画であったが、本来3年目に行う予定であった自動最適化フレームワークの基盤作りを初年度は主に行った。また、初年度のうちに2年目に計画していた「データ構造の変更を行う仕組み」の構築の大部分が完了しており、本フレームワークの有効性を確認していた。そこで本年度は、主に実際のアプリケーションへの適用評価を進めた。本研究でのフレームワークは、独自の最適化用拡張構文を含むOpenACCプログラムを入力とし、拡張構文を含まないOpenACCプログラムを出力する、ソース-to-ソースのコンパイラフレームワークとして実装しているが、実アプリケーションへの適用評価の初期段階として、まずはフレームワークを用いず手動で実装することで参照実装を作成した。これにより、データ構造の変更を行うことで2倍程度の性能向上が得られる代わりに、アプリケーションによってはプログラムの十数%を書き換える必要が生じた。これらのアプリケーションに対し独自の拡張構文を適用し、フレームワークを用いての高速化を試みた。しかし初年度に作成したフレームワークは拡張構文のデザイン上、人手による参照実装と全く同じプログラムは生成できず、プログラム実行時にデータ構造を変更するが、そのオーバーヘッドが想定より大きくなることがわかった。そこで本年はこれら評価結果をもとに、フレームワークの最適化実装に注力した。現在ではオーバーヘッドは隠蔽できる程度に小さくなっており、アプリケーションの高速化が期待できる。今後は様々なメニーコアプロセッサ向けに最適化・評価を進める予定である。

The original research plan of this research project is: (1 year): Performance Optimization Base Automatic Optimization Base Construction, Planning, Planning Most of the construction of the "structure change group" in the first two years of the plan has been completed, and the existence of the original structure has been confirmed. This year, the Company has made progress in evaluating the application of the Company's new and revised standards. In this study, the optimal tension structure was developed independently, including the OpenACC option input, the tension structure including the OpenACC option input, the solution-to-solution solution of the openACC option, the initial stage of the application evaluation, and the manual installation of the openACC option. In this case, it is necessary to change the structure of the machine by twice the performance of the machine. This is the first time that the Internet has been used for a long time. In the beginning of the year, the structure of the machine was changed, and the structure of the machine was changed. This year's evaluation results are in the process of optimization. Now, we're looking forward to the speed of the project. In the future, we will optimize and evaluate the future.

项目成果

Directive Based Programming Model for GPUs and Extensions for Performance Portability

基于指令的 GPU 编程模型和性能可移植性扩展

• 发表时间: 2015
• 作者: Tetsuya Hoshino;Naoya Maruyama;and Satoshi Matsuoka
• 通讯作者: and Satoshi Matsuoka

An OpenACC extension for data layout transformation.

用于数据布局转换的 OpenACC 扩展。

• DOI: 10.1109/waccpd.2014.12
• 发表时间: 2014
• 期刊: WACCPD '14 Proceedings of the First Workshop on Accelerator Programming using Directives
• 作者: Tetsuya Hoshino;Naoya Maruyama;and Satoshi Matsuoka
• 通讯作者: and Satoshi Matsuoka

OpenACCディレクティブ拡張によるデータレイアウト最適化

使用 OpenACC 指令扩展优化数据布局

• 发表时间: 2014
• 期刊: 情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2014-HPC-145
• 作者: Tetsuya Hoshino;Naoya Maruyama;and Satoshi Matsuoka;Yuta Aoki and Susumu Saito;青木祐太;星野哲也,丸山直也,松岡聡
• 通讯作者: 星野哲也,丸山直也,松岡聡

圧縮性流体プログラムのOpenACCによる高速化

使用 OpenACC 加速可压缩流体程序

• 发表时间: 2016
• 期刊: 研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）
• 作者: 星野 哲也;松岡聡
• 通讯作者: 松岡聡