スモールワールド性を用いた次世代並列計算機向け相互結合網の研究

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計算科学における大規模な問題の解決や、超ビッグデータ解析の高速化などの要求から、高性能計算システムの構築に対する需要が急速に大きくなっている。このような大規模計算機は無数の計算資源が密に接続された構造を持つ。この計算資源間の接続に「スモールワールドネットワーク」と呼ばれる大規模かつ複雑なネットワークを適用することにより、通信遅延の削減や通信帯域の向上をもたらすことが示されている。申請者はこうしたネットワークの大規模計算機への実用化に向けた課題の解決に取り組んでいる。第三年度である2017年度において申請者は、(1) スモールワールドネットワーク向けの分散ルーティング、及び(2) デッドロックフリー性保証のための仮想チャネル割り当て手法、の2点に着目し、第一年度・第二年度から継続して開発手法の改良に取り組んだ。さらに、(3) スモールワールドネットワーク向けの適応型デッドロックフリー・ルーティング理論について、第三年度より新たに取り組んだ。(1)について、本年度は大規模システムに適用可能であることを示すための提案手法の性能評価を行い、本手法が従来手法と比較して大規模ネットワークにおいて低コストで適用可能であることを示した。 (2)については、提案手法のアルゴリズムにおけるメモリ使用量の削減を達成し、複数の従来手法に比べ計算時間・メモリ使用量の両面で有利であることを示した。これらの研究成果について、本年度は複数の国際学会誌にて発表を行った。(3)については、コンピュータアーキテクチャ分野のトップカンファレンスであるISCA'17にて今年発表された、規則的なネットワークにおいてパケット通信の循環依存を解消するための理論を先行研究とし、スモールワールドネットワーク向けに適用可能な新たなルーティング理論・手法を構築した。この研究成果について本年度国際会議で対外発表を行った。