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.

在本研究中，为了利用商用硬件实现高性能计算环境，我们利用PCI Express技术构建了集群环境，并将其与分布式共享内存并行计算机SGI Altix进行了比较。 3700，并检查了商品技术和实现问题的可能性。使用GbE网络和InfiniBand网络的稀疏矩阵迭代解决方案库的评估结果表明，获得了相同的计算性能和延迟。还发现，当带宽较小时，可扩展性受到限制，并且性能会恶化。另外，从与Altix、PCI的比较结果来看。我们表明，通过利用 Express 技术，实际上可以在商用硬件上获得超过现有并行计算机的计算性能。此外，从 2005 年 10 月开始，我们一直在使用 Express 技术来实现更大配置的 Opteron 服务器和多个PCI服务器除了使用Express插槽构建宽带集群系统外，我们还与筑波大学合作开发了用于使用MPI作为通信层的软件分布式共享内存环境的OpenMP编译器Omni/SCASH。我们移植并评估了MPI，并研究了软件分布式共享内存技术的可能性和问题。因此，我们构建了一个强调确保节点之间的通信带宽和节点内的内存带宽的计算环境。通过这样做，您可以创建一个类。使用4路服务器。我们已经证明，即使在计算机环境中也可以实现可扩展的计算性能。但是，在稀疏矩阵处理中，屏障同步等预处理所需的成本比其他计算中更大，因此节点内的处理开销很高。认为有必要进一步减少这种情况。

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