階層型クラスタシステム上のOpenMPプログラム翻訳実行環境の開発に関する研究

分层集群系统上OpenMP程序翻译执行环境的开发研究

基本信息

批准号：
15700033
负责人：
南里豪志
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700033/
关键词：
階層型クラスタ OpenMP 通信最適化記憶空間の変換データ依存解析

项目摘要

本研究では、階層型クラスタシステムの性能を最大限に利用するOpenMP翻訳実行環境の開発を行った。OpenMPプログラムは全スレッドが一次元の記憶空間を共有するモデルである。一方本研究で構築したシステムは各計算機のローカルメモリのアドレス、及び計算機ごとにつけられたプロセス番号の対からなる二次元の記憶空間を提供する。そのため、一次元の記憶空間で表現されたデータを二次元の記憶空間に配置し、アクセスするための変換技術について研究を行った。また、一般に計算機間のデータ転送には時間がかかるため、可能な限り少ないデータ転送回数で計算を行えるようにデータの配置やアクセスをする必要がある。本研究では、データの配置やアクセスのタイミングを任意に指定できるシステムを構築することにより、効率の良い並列実行を可能とした。今年度は、広域分散環境における本技術の適用可能性について研究を行った。近年のグリッド技術の普及に伴って、複数のサイトに分散しているクラスタ群を用いた階層的な広域分散並列環境が大規模科学技術計算の基盤として注目されている。通常、このような環境ではMPI (Message Passing Interface)等の分散メモリ型並列プログラミングモデルが用いられるが、本研究の成果を応用することにより、共有メモリ型並列プログラミングモデルによる並列化が可能となる。今年度は日韓高速ネットワークを介して2つのクラスタを接続し、並列計算における基礎データを計測した。その結果、本研究で構築したシステムの実装が可能であることを確認した。ただし、物理的な距離や通信路の競合等による通信遅延時間のため、十分な並列性能が得られるアプリケーションは少数に限られることが分かった。

在这项研究中，我们开发了一个OpenMP翻译执行环境，该环境充分利用了层次集群系统的性能。 OpenMP程序是一个模型，其中所有线程共享一维存储空间。另一方面，本研究中构建的系统提供了一个二维存储空间，该存储空间由每台计算机的本地内存的地址以及分配给每个计算机的一对过程编号。因此，我们对在二维存储空间中的一维存储空间中表达的数据进行了研究，以研究和访问数据。此外，由于计算机之间的数据传输通常需要时间，因此必须安排和访问数据，以便可以使用尽可能少的数据传输执行计算。在这项研究中，可以通过构建允许指定数据放置和访问时间的系统来有效并行执行。今年，我们研究了该技术在大区域分布环境中的适用性。随着网格技术的最新传播，使用分布在多个站点的群集的层次结构，广泛分布的平行环境一直吸引着大规模科学和技术计算的基础。通常，在这样的环境中，使用分布式内存类型并行编程模型，例如MPI（消息传递接口），但是通过应用本研究的结果，使用共享存储器类型并行编程模型并行化成为可能。今年，通过日本 - 库里亚高速公路网络连接了两个群集，以并行计算测量基本数据。结果，已经确认可以实施本研究中构建的系统。但是，已经发现，由于物理距离和通信路径冲突，由于通信延迟时间和通信冲突，只有少数应用程序才能获得足够的并行性能。