分散共有メモリクラスタを用いた疎行列線形代数演算ライブラリの効率的な実装技術

基于分布式共享内存集群的稀疏矩阵线性代数计算库的高效实现技术

基本信息

批准号：
16016225
负责人：
西田晃
金额：
$ 7.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,コモディティハードウェアによる高性能な計算環境の実現を目的として,PCI Express技術を用いたクラスタ環境を構築し,比較対象として分散共有メモリ型並列計算機のSGI Altix 3700を用いてその性能を評価するとともに,コモディティ技術の可能性と実装上の問題について検討した.GbEネットワークおよびInfiniBandネットワークを使用した疎行列反復解法ライブラリでの評価の結果,同一の計算性能,レイテンシのネットワークにおいても,帯域幅が小さい場合にはスケーラビリティに限界があり,性能低下が見られることが分かった.このことは,疎行列線形計算においては(レイテンシよりも)帯域幅が性能を制約していることを示している.また,Altixとの比較結果から,PCI Express技術の活用によって既存の並列計算機を上回る計算性能が実際にコモディティハードウェア上で得られることを示した.さらに,平成17年度10月からは,より大規模な構成のOpteronサーバと複数のPCI Expressスロットを利用した広帯域なクラスタシステムを構築するとともに,筑波大学の協力を得て,MPIを通信レイヤに用いたソフトウェア分散共有メモリ環境向けOpenMPコンパイラOmni/SCASH MPIの移植・評価を行い,ソフトウェア分散共有メモリ技術の可能性と問題点について検討した.この結果,ノード間の通信帯域幅及びノード内のメモリ帯域幅の確保に重点を置いて計算環境を構築することにより,4-wayサーバを利用したクラスタ環境においても,スケーラブルな計算性能を実現できることを示した.ただし,疎行列処理においてはバリア同期等の前処理に必要なコストが他の計算に比べて大きいことから,ノード内での処理オーバヘッドを一層低減する必要があると考えられる.

在这项研究中，我们使用PCI Express技术构建了一个集群环境，目的是使用商品硬件实现高性能计算环境，并使用SGI Altix 3700（比较分布式共享内存平行计算机）评估了其性能，并检查了商品技术的可能性和实施问题。通过使用GBE网络和Infiniband网络的稀疏矩阵迭代溶液库进行评估的结果，我们发现，即使在具有相同计算性能和延迟的网络中，可伸缩性也有限，并且在带宽很小时也可以看到性能降级。这表明带宽在稀疏基质线性计算（而不是延迟）中限制性能。此外，与Altix的比较表明PCI是与PCI的比较。它表明，Express技术的使用实际上可以提供超过商品硬件上现有的并行计算机的计算性能。此外，从2005年10月开始，将构建使用大型Opteron服务器和多个PCI Express插槽的宽带群集系统，并且随着Tsukuba大学的合作，使用MPI作为通信层进行软件分布的共享存储器环境的OMNI/SCASH。进行了MPI端口和评估，以检查软件分布的共享内存技术的可能性和问题。结果，通过构建计算环境，重点是确保节点内的节点和内存带宽之间的通信带宽，即使在使用4-diew Servers的群集环境中，也可以达到可扩展的计算性能。但是，由于稀疏基质处理中的屏障同步所需的成本大于其他计算的成本，因此人们认为需要在节点内的开销开销来进一步减少节点内的处理开销。

项目成果

期刊论文数量（30）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Performance Evaluation of Low Level Multithreaded BLAS Kernels on Intel Processor Based cc-NUMA Systems

DOI：
10.1007/978-3-540-39707-6_45
发表时间：
2003-10
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Nishida;Y. Oyanagi
通讯作者：
A. Nishida;Y. Oyanagi

Improvement and evaluation of Smoothed Aggregation MG for anisotropic problems

针对各向异性问题的平滑聚合MG的改进和评估

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
Proceedings of Symposium on Advanced Computing Systems and Infrastructures
影响因子：
0
作者：
A.Fujii;A.Nishida;Y.Oyanagi
通讯作者：
Y.Oyanagi

Performance Evaluation of Parallel AMG Preconditioned Conjugate Gradient Methods for Large Scale Eigenproblems

针对大规模特征问题的并行 AMG 预条件共轭梯度法的性能评估

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
IPSJ SIG Notes 2004(20)
影响因子：
0
作者：
A.Nishda;A.Nishda
通讯作者：
A.Nishda

Performance evaluation of a parallel iterative method library using OpenMP

DOI：
10.1109/hpcasia.2005.74
发表时间：
2005-11
期刊：
Eighth International Conference on High-Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPCASIA'05)
影响因子：
0
作者：
Hisashi Kotakemori;H. Hasegawa;A. Nishida
通讯作者：
Hisashi Kotakemori;H. Hasegawa;A. Nishida

Network-aware Data Mapping on Parallel Molecular Dynamics

并行分子动力学的网络感知数据映射