ストリーミング計算モデルに基づく広域高性能計算に関する研究

基于流计算模型的广域高性能计算研究

基本信息

批准号：
12780245
负责人：
首藤一幸
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780245/
关键词：
広域分散処理高性能計算通信遅延パイプライニング

项目摘要

本研究の目的は、広域に分散しネットワークで接続された計算機群を用いて高性能計算を行うための基盤ソフトウェアを設計、開発することである。このような取り組みはグローバルコンピューティングと呼ばれ、米国、欧州、国内で今盛んに研究がなされている。広域計算では、計算機間の通信遅延を避けられない。計算機群が地理的に集中していれば、クラスタですら数マイクロ秒程度の通信遅延を達成できる。しかし、例えば300km離れた地点間の通信では、光速がたかだか30万km/秒であるため、最低1ミリ秒はかかってしまう。そこで、通信遅延への耐性が高い、すなわち、通信遅延があろうとも高いスループットを達成し得る計算モデルとして、我々はストリーム計算を提案した。平成12年度は、ストリーム計算モデルを採用したアプリケーションプログラムを容易に開発、実行するための基盤ソフトウェアを開発、発表した。これを用いることで、プログラマは実行時の繁雑な通信、タスクのスケジュール等を気にすることなく、自分のアプリケーション開発に専念できる。また、利用者は、タスクをどの計算機に配置し、計算のデータストリームをどういった順、経路で流すかをGUIを用いて直観的に指示できる。もう一方の取り組みとして、データストリームを流す最適な経路を求めるアルゴリズムの開発に取り組んだ。前者は研究会で発表し、後者は国際ワークショップで発表した。本システムの応用例として、動画像を連続した静止画に分解し、各静止画に対して数種類の画像処理を施し、結果を再び動画像として利用者に提示するというアプリケーションプログラムを開発した。

这项研究的目的是设计和开发基本软件，以使用分布在广泛区域并通过网络连接的计算组进行高性能计算。此类举措称为全球计算，正在美国，欧洲和日本进行研究。在广泛的地区计算中，无法避免计算机之间的通信延迟。如果计算器组在地理上集中，即使群集也可以达到约几微秒的通信延迟。但是，例如，在300公里点之间的通信中，光速为300,000 km/秒，因此成本至少1毫秒。因此，我们提出了一个流计算作为一种对通信延迟具有高度抵抗力的计算模型，即即使存在通信延迟，也可以作为可以实现高通量的计算模型。在2000财年，我们开发并宣布了用于使用流计算模型轻松开发和执行应用程序程序的基础软件。通过使用此功能，程序员可以专注于其应用程序开发，而不必担心运行时，任务时间表等复杂的通信等。此外，用户可以直观地使用GUI将计算机和计算数据流的任务放在顺序和路线中。另一个倡议是为播放数据流的最佳路线开发算法。前者在研究小组宣布，后者在国际研讨会上宣布。作为该系统的应用程序示例，我们开发了一个应用程序，该程序将视频图像分解为连续的静止图像，对每个静止图像执行几种类型的图像处理，并将结果再次显示给用户作为视频图像。