データ駆動型社会に向けた大容量高速メモリキューブ・ネットワークの研究

面向数据驱动社会的大容量、高速存储立方体和网络研究

• 批准号: 20K19770
• 负责人: 安戸 僚汰
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University (2021-2022)Hiroshima University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19770/
• 关键词: メモリネットワーク; メモリキューブ; 相互結合網; 計算機システム

本年度の成果として，新しいメモリキューブネットワークであるDDM (Dual Diagonal Mesh, 二重対角メッシュ)を提案した．最大の特徴は非連結な二つの対角メッシュを用いる点であり，メモリキューブ同士は連結である必要がないことをうまく利用した提案となっている．プロセッサを介してこの二つの対角メッシュを接続する．これによりプロセッサのポート数は3となる．本ネットワークは配線長の制限がマンハッタン距離で2の場合において，平均ホップ数および直径がともにノード数によらず理論的に最小となることをグラフを用いて証明した．規則的な配線によるネットワークの構築と単純な決定的最短経路ルーティングが可能であり，一部の経路計算をスキップすることによりルータ内の遅延を削減することができる．本提案に対し，シミュレーションを行って既存のネットワークとの比較を行った．既存のシミュレーションではメモリキューブネットワークを考慮していないため，メモリキューブネットワークを考慮したトラフィックパターンとして各プロセッサからメモリキューブに一様ランダムにアクセスするUniform randomトラフィックパターンと，そのうちローカルメモリとリモートメモリへのアクセスの比率を任意に変更したNon-uniform randomトラフィックパターンを定義した．シミュレーションの結果，同サイズかつ配線長とポート数が等しい既存のネットワーク（メッシュ，トーラス，diagonal memory network）よりもゼロ負荷時のネットワーク遅延が最小となり，4-40%削減できることを示した．

由于今年，我们提出了一个新的内存立方体网络DDM（双对角线网，双角网格）。最大的功能是使用两个非固结的对角线网格，这是一个建议，可以很好地利用记忆立方不需要连接的事实。通过处理器连接这两个对角线。结果，处理器的端口数为3。该网络使用图表使用平均HOP和直径在理论上最少证明，无论接线长度限制为2和2，而平均数量和直径在理论上都是最小的，无论节点的数量如何。可以通过常规接线和简单的决定性最短路由来构建网络，并跳过一些路由计算以减少路由器中的延迟。我们模拟了该建议，并将其与现有网络进行了比较。由于现有的模拟不使用内存立方体网络，因此它是一个流量随机流量模式，从每个处理器随机访问每个处理器作为考虑内存立方体网络的流量模式，然后访问本地内存和远程存储器定义了更改比率的不均匀随机流量模式。由于模拟，零负担的网络延迟比现有网络（网格，圆环，诊断内存网络）最小，该网络的大小相同，端口数量相等，并且可以减少4-40％ 。

项目成果

Elastic Sample Filter: An FPGA-based Accelerator for Bayesian Network Structure Learning

弹性样本过滤器：基于 FPGA 的贝叶斯网络结构学习加速器

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryota Miyagi;Ryota Yasudo;Kentaro Sano;and Hideki Takase
• 通讯作者: and Hideki Takase

深層強化学習を用いた発見的二次無制約二値最適化ソルバーの学習

使用深度强化学习学习启发式二次无约束二元优化求解器

• 发表时间: 2023
• 作者: Yasuaki Kobayashi;Shin-Ichi Nakano;Kei Uchizawa;Takeaki Uno;Yutaro Yamaguchi;Katsuhisa Yamanaka;川上哲志;Toshihiro Uchibayashi;額見怜央，安戸僚汰，高木直史
• 通讯作者: 額見怜央，安戸僚汰，高木直史

配線長制限下での平均ホップ数および直径が最小のメモリキューブネットワーク

线长约束下具有最小平均跳数和直径的内存立方体网络

• 发表时间: 2023
• 作者: Iori Ishikawa;Koki Ishida;Masamitsu Tanaka;Ikki Nagaoka;Satoshi Kawakami;Teruo Tanimoto;Akira Fujimaki and Koji Inoue;慶田開，安戸僚汰，高木直史
• 通讯作者: 慶田開，安戸僚汰，高木直史

Designing low‐diameter interconnection networks with multi‐ported host‐switch graphs

• DOI: 10.1002/cpe.6115
• 发表时间: 2020-12
• 期刊: Concurrency and Computation: Practice and Experience
• 作者: Ryota Yasudo;K. Nakano;M. Koibuchi;Hiroki Matsutani;H. Amano