Updated on 2024/09/30

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OHSHIMA SATOSHI
 
Organization
Research Institute for Information Technology Section of Advanced Computational Science Associate Professor
Graduate School of Information Science and Electrical Engineering Department of Information Science and Technology(Concurrent)
Joint Graduate School of Mathematics for Innovation (Concurrent)
Title
Associate Professor
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Degree

  • Ph.D

Research History

  • 2014.04-2016.03 文部科学省 技術参与   

    2014.04-2016.03 文部科学省 技術参与

  • 2009.04-2009.09 電気通信大学 産学官連携研究員 2009.10-2017.03 東京大学 情報基盤センター(助教) 2017.04-2019.06 九州大学 情報基盤研究開発センター 学際計算科学研究部門 助教 2019.07-2022.09 名古屋大学 情報基盤センター 大規模計算支援環境研究部門 准教授   

Research Interests・Research Keywords

  • Research theme: Utilizing RT core of GPU on computational science

    Keyword: GPU, RT core, computational science

    Research period: 2021.4

  • Research theme: Communication avoiding CG method on various current parallel computer systems

    Keyword: communication avoiding CG method

    Research period: 2017.4 - 2020.12

  • Research theme: Parallel-in-Time integration

    Keyword: Parallel-in-Time integration

    Research period: 2017.4 - 2020.3

  • Research theme: Low-rank approximation method on GPU

    Keyword: Low-rank approximation method, GPU

    Research period: 2016.4

  • Research theme: Molecular dynamics simulation on multi-core and many-core processors

    Keyword: Molecular dynamics simulation, multi-core CPU, many-core processor, Auto-Tuning

    Research period: 2015.4 - 2020.12

  • Research theme: Auto-Tuning for parallel numerical calculation

    Keyword: Auto-Tuning

    Research period: 2009.10

  • Research theme: High-performance GPU computing

    Keyword: GPU, GPGPU, GPU computing

    Research period: 2004.5

Awards

  • Best Paper Award of PDSEC 2023

    2023.5   PDSEC committee   前職名古屋大学にて学生らと実施した研究について書いた共著論文 "Implementation of Radio Wave Propagation using RT Cores and Consideration of Programming Models" が国際会議IPDPS2023のワークショップであるPDSEC2023においてBest Paper Award(最優秀論文賞)を受賞。

     More details

    前職の名古屋大学在籍時に指導していた学生が中心となり、共同で指導していた教員らとともに執筆・投稿した論文が、国際ワークショップPDSECにてBest Paper Awardを受賞した。

Papers

  • Development Status of ABINIT-MP in 2023

    MOCHIZUKI Yuji, NAKANO Tatsuya, SAKAKURA Kota, OKUWAKI Koji, DOI Hideo, KATO Toshihiro, TAKIZAWA Hiroyuki, NARUSE Akira, OHSHIMA Satoshi, HOSHINO Tetsuya, KATAGIRI Takahiro

    Journal of Computer Chemistry, Japan   23 ( 1 )   4 - 8   2024   ISSN:13471767 eISSN:13473824

     More details

    Language:Japanese   Publisher:Society of Computer Chemistry, Japan  

    <p>In August 2023, we released the latest version of our ABINIT-MP program, Open Version 2 Revision 8. In this version, the most commonly used FMO-MP2 calculations are even faster than in the previous Revision 4. It is now also possible to calculate excitation and ionization energies for regions of interest. Improved interaction analysis is also available. In addition, we have started GPU-oriented modifications. In this preliminary report, we present the current status of ABINIT-MP.</p>

    DOI: 10.2477/jccj.2024-0001

    CiNii Research

  • 九州大学情報基盤研究開発センター新スーパーコンピュータシステムの紹介

    大島聡史, 南里豪志, 美添一樹, 平島智将, 原田浩睦, 池田嗣穂

    大学ICT推進協議会 2023年度 年次大会   2023.12

     More details

    Language:Others  

  • 4D Reconstruction of PET Using GPU Supercomputer

    OHSHIMA Satoshi, YUASA Yoshinao, MATSUMURA Kaito, YOKOTA Tatsuya, HONTANI Hidekata, SAKATA Muneyuki, KIMURA Yuichi, KATAGIRI Takahiro, NAGAI Toru, HANAWA Toshihiro, HOSHINO Tetsuya

    Medical Imaging Technology   41 ( 4-5 )   150 - 156   2023.11   ISSN:0288450X eISSN:21853193

     More details

    Language:Japanese   Publisher:The Japanese Society of Medical Imaging Technology  

    <p>With the development of medical imaging technology, various techniques have been developed and used to visually understand the inside of the living body. However, these technologies can only directly obtain images and videos, and diagnosis is still performed by human hands, such as physicians. There are great expectations for software that can reduce such labor, and an increasing number of technologies are already being used in the field of medicine, but the target is limited because they require knowledge and skills in both medicine (medical imaging) and computing technology. Therefore, in this study, researchers in the medical imaging and high-performance computing fields are collaborating to accelerate and scale up the image reconstruction of PET. This paper describes the details of this effort and the results obtained so far.</p>

    DOI: 10.11409/mit.41.150

    CiNii Research

  • Bayesian phase difference estimation algorithm for direct calculation of fine structure splitting: accelerated simulation of relativistic and quantum many-body effects

    Kenji Sugisaki, Srinivasa Prasannaa, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Yuji Mochizuki, Bijaya Kumar Sahoo, Bhanu Pratap Das

    Electronic Structure   2023.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    Abstract

    Despite rapid progress in the development of quantum algorithms in quantum computing as well as numerical simulation methods in classical computing for atomic and molecular applications, no systematic and comprehensive electronic structure study of atomic systems that covers almost all of the elements in the periodic table using a single quantum algorithm has been reported. In this work, we address this gap by implementing the recently-proposed quantum algorithm, the Bayesian Phase Difference Estimation (BPDE) approach, to determine fine structure splittings of a wide range of boron-like atomic systems. Since accurate estimate of fine structure splittings strongly depend on the relativistic as well as quantum many-body effects, our study can test the potential of the BPDE approach to produce results close to the experimental values. Our numerical simulations reveal that the BPDE algorithm, in the Dirac–Coulomb–Breit framework, can predict fine structure splittings of ground states of the considered systems quite precisely. We performed our simulations of relativistic and electron correlation effects on Graphics Processing Unit by utilizing NVIDIA’s cuQuantum, and observe a ×42.7 speedup as compared to the Central Processing Unit-only simulations in an 18-qubit active space.

    DOI: 10.1088/2516-1075/acf909

  • CUDA Fortran+MIG+UVMを用いたBLR行列QR分解の大規模高速化

    大島聡史, 伊田明弘, 河合直聡, 横田理央, 山崎市太郎

    情報処理学会研究報告(Web)   2023 ( HPC-190 )   2023.7

     More details

    Language:Others  

  • 「不⽼」 Type II上でcuQuantum量⼦シミュレータを⽤いた相対論的量⼦化学計算の事例

    杉﨑研司, Prasannaa V. S, 大島聡史, 片桐孝洋, 森野慎也, 望月祐志, Sahoo B. K, Das B. P

    第28回計算工学講演会 予稿集   2023.6

     More details

    Language:Others  

  • 数値計算ライブラリの自動チューニングにおけるXAI適用の試み—An Adaptation of XAI to Auto-tuning for Numerical Calculation Library

    青木 将太, 片桐 孝洋, 大島 聡史, 永井 亨, 星野 哲也

    計算工学講演会論文集 = Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science / 日本計算工学会 編   28   904 - 907   2023.5

     More details

    Language:Japanese  

  • Implementation of Radio Wave Propagation using RT Cores and Consideration of Programming Models.

    Shinya Hashinoki, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Toru Nagai, Tetsuya Hoshino

    IPDPS Workshops   673 - 681   2023.5

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (other academic)  

    DOI: 10.1109/IPDPSW59300.2023.00115

  • QR Factorization of Block Low-Rank Matrices on Multi-Instance GPU Reviewed International journal

    Satoshi Ohshima, Akihiro Ida, Rio Yokota, Ichitaro Yamazaki

    Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies   2023.4

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (international conference proceedings)  

    DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-29927-8_28

  • QR Factorization of Block Low-Rank Matrices on Multi-instance GPU Reviewed

    Satoshi Ohshima, Akihiro Ida, Rio Yokota, Ichitaro Yamazaki

    Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies   359 - 369   2023.4

     More details

    Language:Others  

    DOI: 10.1007/978-3-031-29927-8_28

  • Autotuning Power Consumption and Computation Accuracy using ppOpen-AT.

    Shouhei Yamanashi, Hisashi Yashiro, Takahiro Katagiri, Toru Nagai, Satoshi Ohshima

    MCSoC   208 - 215   2023.1

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (other academic)  

    DOI: 10.1109/MCSoC57363.2022.00041

  • Parallelization of Automatic Tuning for Hyperparameter Optimization of Pedestrian Route Prediction Applications using Machine Learning.

    Sorataro Fujika, Yuga Yajima, Teruo Tanaka, Akihiro Fujii, Yuka Kato, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri

    Proceedings of the International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region   96 - 105   2023   ISBN:9781450398053

     More details

    Publishing type:Research paper (international conference proceedings)   Publisher:ACM  

    We study software automatic tuning. Automatic tuning tools using iterative one-dimensional search estimate hyperparameters of machine learning programs. Iterative one-dimensional search searches the parameter space consisting of possible values of the parameters to be tuned by repeatedly measuring and evaluating the target program. Since it takes time to train a machine learning program, estimating the optimal hyperparameters is time-consuming. Therefore, we propose a method to reduce the time required for automatic tuning by parallelization of iterative one-dimensional search. For parallelization, we use multiple job execution on a supercomputer that can utilize multiple GPUs, which is effective for machine learning. In this method, each job measures different hyperparameters. The next search point is determined by referring to the data obtained from each job. The target program is a pedestrian path prediction application. This program predicts future routes and arrival points based on past pedestrian trajectory data. The program is intended to be used in a variety of locations, and the locations and movement patterns will vary depending on the dataset used for training. We hypothesized that the estimation results of one dataset could be used for automatic tuning of another dataset, thereby reducing the time required for automatic tuning. Experimental results confirm that the parallelized iterative one-dimensional search reduces the estimation time from 89.5 hours to 4 hours compared to the sequential search. We also show that the iterative one-dimensional search efficiently investigates the point at which the performance index improves. Moreover, the hyperparameters estimated for one data set are used as the initial point for the search and automatic tuning for another data set. Compared to the results of automatic tuning with the currently used hyperparameters as the initial values, both the number of executions and execution time were reduced.

    DOI: 10.1145/3578178.3578235

    Scopus

    researchmap

    Other Link: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/hpcasia/hpcasia2023.html#FujikaYTFKOK23

  • Autotuning by Changing Directives and Number of Threads in OpenMP using ppOpen-AT.

    Toma Sakurai, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Toru Nagai

    CoRR   abs/2312.05779   2023

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2312.05779

    researchmap

  • mdx: A Cloud Platform for Supporting Data Science and Cross-Disciplinary Research Collaborations.

    Toyotaro Suzumura, Akiyoshi Sugiki, Hiroyuki Takizawa, Akira Imakura, Hiroshi Nakamura, Kenjiro Taura, Tomohiro Kudoh, Toshihiro Hanawa, Yuji Sekiya, Hill Hiroki Kobayashi, Yohei Kuga, Ryo Nakamura, Renhe Jiang, Junya Kawase, Masatoshi Hanai, Hiroshi Miyazaki, Tsutomu Ishizaki, Daisuké Shimotoku, Daisuke Miyamoto, Kento Aida, Atsuko Takefusa, Takashi Kurimoto, Koji Sasayama, Naoya Kitagawa, Ikki Fujiwara, Yusuke Tanimura, Takayuki Aoki, Toshio Endo, Satoshi Ohshima, Keiichiro Fukazawa, Susumu Date, Toshihiro Uchibayashi

    DASC/PiCom/CBDCom/CyberSciTech   1 - 7   2022.12

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (other academic)  

    DOI: 10.1109/DASC/PiCom/CBDCom/Cy55231.2022.9927975

  • 磁場閉じ込めプラズマの乱流シミュレーション・データに対する画像を用いた解析—Image-based Analysis for Turbulence Simulation Data of Magnetic Confined Plasmas—小特集 プラズマ・核融合シミュレーション研究の最近の進展

    定方 翼, 沼波 政倫, 片桐 孝洋, 大島 聡史, 永井 亨

    シミュレーション = Journal of the Japan Society for Simulation Technology / 日本シミュレーション学会 編   41 ( 4 )   228 - 233   2022.12

     More details

    Language:Japanese  

  • FMOプログラムABINIT-MPの整備状況2022 Invited Reviewed

    望月 祐志, 中野 達也, 坂倉 耕太, 渡邊 啓正, 佐藤 伸哉, 奥脇 弘次, 秋澤 和輝, 土居 英男, 大島 聡史, 片桐 孝洋

    J. Comp. Chem. Jpn.   21 ( 4 )   106 - 110   2022.12

     More details

    Language:Japanese  

    Development Status of ABINIT-MP in 2022
    We have been developing the ABINIT-MP program for fragment molecular orbital (FMO) calculations over 20 years. Several improvements for accelerated processing were made after the release of Open Version 2 Revision 4 at September 2021. Functionalities were enhanced as well. In this short report, we summarize such developments toward the next release of Revision 8

    DOI: 10.2477/jccj.2022-0037

  • マルチインスタンスGPU上におけるBLR行列のQR分解

    大島聡史, 伊田明弘, 横田理央, 山崎市太郎

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2022   2022.9

     More details

    Language:Others  

  • A Novel Approach for Data Analysis Based on Visualization of Phase Space Distribution Function in Plasma Turbulence Simulations

    Tsubasa SADAKATA, Shuta KITAZAWA, Masanori NUNAMI, Takahiro KATAGIRI, Satoshi OHSHIMA, Toru NAGAI

    Plasma and Fusion Research   17   2403079 - 2403079   2022.6

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1585/pfr.17.2403079

  • 高精度行列積ライブラリの性能チューニングにおけるXAIの適用と評価—Adaptation and Evaluation of XAI to Performance Auto-tuning on an Accurate Precision Matrix-Matrix Library

    片桐 孝洋, 青木 将太, 大島 聡史, 永井 亨

    計算工学講演会論文集 = Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science / 日本計算工学会 編   27   548 - 551   2022.6

     More details

    Language:Japanese  

  • mdx: A Cloud Platform for Supporting Data Science and Cross-Disciplinary Research Collaborations.

    Toyotaro Suzumura, Akiyoshi Sugiki, Hiroyuki Takizawa, Akira Imakura, Hiroshi Nakamura, Kenjiro Taura, Tomohiro Kudoh, Toshihiro Hanawa, Yuji Sekiya, Hill Hiroki Kobayashi, Shin Matsushima, Yohei Kuga, Ryo Nakamura, Renhe Jiang, Junya Kawase, Masatoshi Hanai, Hiroshi Miyazaki, Tsutomu Ishizaki, Daisuké Shimotoku, Daisuke Miyamoto, Kento Aida, Atsuko Takefusa, Takashi Kurimoto, Koji Sasayama, Naoya Kitagawa, Ikki Fujiwara, Yusuke Tanimura, Takayuki Aoki, Toshio Endo, Satoshi Ohshima, Keiichiro Fukazawa, Susumu Date, Toshihiro Uchibayashi

    CoRR   abs/2203.14188   2022.5

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2203.14188

  • A64FXを用いたフラグメント分子軌道計算プログラムの性能評価

    満田, 晴紀, 片桐, 孝洋, 坂倉, 耕太, 中野, 達也, 望月, 祐志, 大島, 聡史, 永井, 亨

    第84回全国大会講演論文集   2022 ( 1 )   63 - 64   2022.2

     More details

    Language:Japanese  

    フラグメント分子軌道計算(FMO)を行うソフトウェアABINIT-MPについて、名古屋大学情報基盤センターが提供するスーパーコンピュータ「不老」TypeⅠサブシステム(CPU:ARMA64FX)を用いて性能評価した結果を示す。

  • サポートベクターマシンへのCMOSアニーリング適用の検討

    福原, 諒河, 森下, 誠, 片桐, 孝洋, 大島, 聡史, 永井, 亨

    第84回全国大会講演論文集   2022 ( 1 )   69 - 70   2022.2

     More details

    Language:Japanese  

    本発表ではサポートベクターマシン(SVM)にCMOSアニーリングを適用することを検討する。SVMとは線形入力素子を利用して2クラスのパターン識別器を構成する手法である。訓練サンプルから、各データ点との距離が最大となるマージン最大化超平面を求めるという基準で線形入力素子のパラメータを学習する。この際誤分類の許容度や汎化性能におけるハイパーパラメータの調整が必要になるが本研究では交差エントロピー損失を評価指標としてチューニングする。一方、CMOSアニーリングマシンは「組合せ最適化問題」に対して高速に最適解を出すアニーリング技術を常温環境で利用できる非ノイマン型計算機である。これを2クラス分類問題に用いSVMと比較する。

  • Mesh Tensorflowを用いたMNIST学習の性能評価

    鵜野, 圭介, 大島, 聡史, 片桐, 孝洋, 永井, 亨

    第84回全国大会講演論文集   2022 ( 1 )   65 - 66   2022.2

     More details

    Language:Japanese  

    Mesh tensorflowは2019年に提案された分散型深層学習用の言語である。モデル並列によって大規模ニューラルネットワーク学習を行うといった特徴を持つソフトウェアだが、BERT型の構造を持つニューラルネットワークのみにしか使用できない点もあり性能評価事例が多くない。そこで本研究ではGPUスパコン上でMesh Tensorflowのサンプルコードの性能評価を行う。コード内ではパラメタとしてバッチサイズやレイアウトルール等が存在するため、それらを考慮した性能評価を行う。

  • RTコアによる電波の伝搬損失計算の実装とプログラミングモデルの検討

    大島 聡史

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2022-HPC-185   1 - 12   2022

     More details

  • Parallelization of GKV benchmark using OpenACC.

    Makoto Morishita, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Toru Nagai

    IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops   723 - 729   2021.6

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (other academic)  

    DOI: 10.1109/IPDPSW52791.2021.00109

  • An Auto-tuning with Adaptation of A64 Scalable Vector Extension for SPIRAL.

    Naruya Kitai, Daisuke Takahashi, Franz Franchetti, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai

    IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops   789 - 797   2021.6

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (other academic)  

    DOI: 10.1109/IPDPSW52791.2021.00117

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(1)

    多部田, 敏樹, 藤家, 空太郎, 藤井, 昭宏, 田中, 輝雄, 加藤, 由花, 大島, 聡史, 片桐, 孝洋

    第83回全国大会講演論文集   2021 ( 1 )   41 - 42   2021.3

     More details

    Language:Japanese  

    我々は複数のパラメータを同時に推定する手法として,パラメータ空間における反復一次元探索を提案している.この手法はパラメータの組み合わせを自動的に選択し,その実行性能を実測,さらに別の組み合わせの選択を繰り返すことで探索を行う.この提案手法を機械学習プログラムに適用する.機械学習には複数のハイパーパラメータが存在し,適切なハイパーパラメータの組み合わせを推定するには時間がかかる.本研究は歩行者経路予測アプリケーションに用いる機械学習のハイパーパラメータについて適切な組み合わせを推定し,マルチGPU環境を利用して実測処理を並列化することで,約15日かかる推定が約12時間で完了することを示す.

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(2)

    藤家, 空太郎, 多部田, 敏樹, 藤井, 昭宏, 田中, 輝雄, 加藤, 由花, 大島, 聡史, 片桐, 孝洋

    第83回全国大会講演論文集   2021 ( 1 )   43 - 44   2021.3

     More details

    Language:Japanese  

    我々は反復一次元探索を用いた自動チューニングの研究に取り組んでおり,マルチGPU環境を用いた機械学習のプログラムのハイパーパラメータの最適化を進めている.機械学習は同一のハイパーパラメータを用いても毎回教師データが変わるなど同一の結果にならないため,自動チューニングの結果にブレが生じる.このブレに対して,これまで,我々は推定したパラメータに対して追加測定を行い自動チューニングの安定性を高める手法を提案してきた.本研究では,歩行者経路予測アプリケーションに用いる機械学習プログラムに適用しマルチGPU環境で推定したハイパーパラメータの値を並列化し複数回まとめて追加測定することによる,自動チューニングの精度向上について示す.

  • 高精度行列-行列積における疎行列演算実装選択の自動チューニングの検討

    青木将太, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    情報処理学会 第83回全国大会   1 - 2   2021.3

     More details

    Language:Others  

  • 量子アニーリングマシンにおける組み合わせ最適化問題の適用可能性の調査

    大山基樹, 森下誠, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    情報処理学会 第83回全国大会   1 - 2   2021.3

     More details

    Language:Others  

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(1)

    多部田敏樹, 藤家空太郎, 藤井昭宏, 田中輝雄, 加藤由花, 大島聡史, 片桐孝洋

    情報処理学会 第83回全国大会   1 - 2   2021.3

     More details

    Language:Others  

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(2)

    藤家空太郎, 多部田敏樹, 藤井昭宏, 田中輝雄, 加藤由花, 大島聡史, 片桐孝洋

    情報処理学会 第83回全国大会   1 - 2   2021.3

     More details

    Language:Others  

  • RTコアによるハードウェアレイトレーシングの性能評価

    枦木慎也, 大島聡史, 片桐孝洋, 永井亨

    情報処理学会 第83回全国大会   1 - 2   2021.3

     More details

    Language:Others  

  • GPUクラスタを用いて並列化した自動チューニングの機械学習プログラムへの適用と安定性の検証

    藤家空太郎, 多部田敏樹, 藤井昭宏, 田中輝雄, 加藤由花, 大島聡史, 片桐孝洋

    情報処理学会 研究報告(HPC-178)   1 - 8   2021.3

     More details

    Language:Others  

  • Adaptation of A64 Scalable Vector Extension for Spiral

    Naruya Kitai, Daisuke Takahasi, Franz Franchetti, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai

    情報処理学会 研究報告(HPC-178)   1 - 6   2021.3

     More details

    Language:English  

  • スーパーコンピュータ「不老」におけるOpenFOAMの性能評価

    大島聡史, 今野雅

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020   1 - 10   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • スーパーコンピュータ「不老」のシステム構成と性能

    大島聡史, 永井亨, 片桐孝洋

    大学ICT推進協議会 2020年度 年次大会   1 - 8   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • スーパーコンピュータ「不老」のサービスとエコシステム

    田島嘉則, 山田一成, 高橋一郎, 毛利晃大, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    大学ICT推進協議会 2020年度 年次大会   1 - 4   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • スーパーコンピュータ「不老」における光ディスクライブラリを用いたコールドストレージシステムの構築

    高橋一郎, 大島聡史, 片桐孝洋

    大学ICT推進協議会 2020年度 年次大会   1 - 6   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • カスタムキャビテーションモデルを用いたNACA0015水中翼周りの数値解析

    池田拓士, 秋山善克, 今野雅, 大島聡史

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020   1 - 2   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • OpenFOAMへのカスタムキャビテーションモデルの実装

    秋山善克, 池田拓士, 今野雅, 大島聡史

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020   1 - 3   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • LNGタンク内の異密度LNGの混合流動解析

    田村守淑, 今野雅, 大島聡史

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020   1 - 7   2020.12

     More details

    Language:Others  

  • Performance Evaluation of Accurate Matrix-Matrix Multiplication on GPU Using Sparse Matrix Multiplications Reviewed

    Fumiya Ishiguro, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai

    2020 Eighth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)   178 - 184   2020.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    DOI: 10.1109/CANDARW51189.2020.00044

  • 自動チューニング言語ppOpen-ATによる混合精度演算の最適化機能について

    片桐孝洋, 山梨祥平, 八代尚, 大島聡史, 永井亨

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2020   2020.9

     More details

    Language:Others  

  • 名古屋大学スーパーコンピュータ「不老」における医用画像処理

    大島聡史, 小田昌宏, 片桐孝洋, 森健策

    電子情報通信学会 技報 MI2020-32(2020-09)   120 ( 156(MI2020 17-32) )   69 - 74   2020.9

     More details

    Language:Others  

  • Parareal法における低精度演算・混合精度演算の活用

    大島聡史, 飯塚幹夫, 小野謙二

    日本応用数理学会 2020年 年会   2020   64 - 65   2020.9

     More details

    Language:Others  

  • 医用画像処理におけるLDDMMのマルチGPU高速化

    杉浦拓未, 大島聡史, 片桐孝洋, 横田達也, 本谷秀堅, 永井亨

    情報処理学会 研究報告(HPC-175)   2020 ( HPC-175 )   1 - 7   2020.7

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    Language:Others  

  • スーパーコンピュータ「不老」の性能評価

    大島聡史, 永井亨, 片桐孝洋

    情報処理学会 研究報告(HPC-175)   2020 ( HPC-175 )   1 - 10   2020.7

     More details

    Language:Others  

  • Parareal法における低精度計算・混合精度計算の活用について

    大島聡史, 飯塚幹夫, 小野謙二

    第25回計算工学講演会   25   1 - 2   2020.6

     More details

    Language:Others  

    Utilization of Low-precision and Mixed-precision Calculation in Parareal Method

  • Scalable Direct-Iterative Hybrid Solver for Sparse Matrices on Multi-Core and Vector Architectures Reviewed

    Kenji Ono, Toshihiro Kato, Satoshi Ohshima, Takeshi Nanri

    HPCAsia2020: Proceedings of the International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region   11 - 21   2020.1

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    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In the present paper, we propose an efficient direct-iterative hybrid solver for sparse matrices that can derive the scalability of the latest multi-core, many-core, and vector architectures and examine the execution performance of the proposed SLOR-PCR method. We also present an efficient implementation of the PCR algorithm for SIMD and vector architectures so that it is easy to output instructions optimized by the compiler. The proposed hybrid method has high cache reusability, which is favorable for modern low B/F architecture because efficient use of the cache can mitigate the memory bandwidth limitation. The measured performance revealed that the SLOR-PCR solver showed excellent scalability up to 352 cores on the cc-NUMA environment, and the achieved performance was higher than that of the conventional Jacobi and Red-Black ordering method by a factor of 3.6 to 8.3 on the SIMD architecture. In addition, the maximum speedup in computation time was observed to be a factor of 6.3 on the cc-NUMA architecture with 352 cores.

    DOI: 10.1145/3368474.3368484

  • 3次元医用画像データの再構成処理の並列化

    中島大地, 大島聡史, 五嶋優詞, 横田達也, 片桐孝洋, 本谷秀堅, 永井亨, 岩本千佳, 大内田研宙, 橋爪誠

    情報処理学会研究報告(Web)   2019 ( HPC-172 )   1 - 7   2019.12

     More details

    Language:Japanese  

  • Optimization of Numerous Small Dense-Matrix-Vector Multiplications in H-matrix Arithmetic on GPU Reviewed

    Satoshi Ohshima, Ichitaro Yamazaki, Akihiro Ida, Rio Yokota

    2019 IEEE 13th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC)   9 - 16   2019.10

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    Optimization of Numerous Small Dense-Matrix-Vector Multiplications in H-matrix Arithmetic on GPU

    DOI: 10.1109/MCSoC.2019.00009

  • GPUによる階層型行列計算法の高速化に向けた多数の小密行列ベクトル積計算の最適化

    大島聡史, 山崎市太郎, 伊田明弘, 横田理央

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2019   180‐181   2019.9

     More details

    Language:Japanese  

    GPUによる階層型行列計算法の高速化に向けた多数の小密行列ベクトル積計算の最適化

  • Performance evaluation of the MODYLAS application on modern multi-core and many-core environments Reviewed International journal

    Satoshi Ohshima, Soichiro Suzuki, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri, Yoshimichi Andoh

    In Proceedings of IPDPSW2019   2019.8

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (international conference proceedings)  

  • Performance evaluation of the MODYLAS application on modern multi-core and many-core environments Reviewed

    Satoshi Ohshima, Soichiro Suzuki, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri, Yoshimichi Andoh

    IPDPSW2019   2019.5

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    Performance evaluation of the MODYLAS application on modern multi-core and many-core environments

  • 512bit SIMD環境における分子動力学アプリケーションMODYLASの性能評価

    Satoshi Ohshima, Soichiro Suzuki, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   166 ( 14 )   1 - 9   2018.9

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  • 高精度行列-行列積のためのBatched BLASおよび疎行列演算を用いた実装方式のGPU環境での性能評価

    石黒史也, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨, 荻野正雄

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2018   147‐148   2018.9

     More details

    Language:Japanese  

    高精度行列‐行列積のためのBatched BLASおよび疎行列演算を用いた実装方式のGPU環境での性能評価

  • マルチコア・メニーコア計算機環境におけるChebyshev基底通信削減CG法の性能評価

    大島聡史, 藤井昭宏, 田中輝雄, 深谷猛, 須田礼仁

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2018   471‐472   2018.9

     More details

    Language:Japanese  

    マルチコア・メニーコア計算機環境におけるChebyshev基底通信削減CG法の性能評価

  • 512bit SIMD環境における分子動力学アプリケーションMODYLASの性能評価

    大島聡史, 鈴木惣一朗, 坂下逹哉, 荻野正雄, 片桐孝洋, 安藤嘉倫

    情報処理学会研究報告(Web)   2018 ( HPC-166 )   Vol.2018‐HPC‐166,No.14,1‐9 (WEB ONLY)   2018.9

     More details

    Language:Japanese  

    512bit SIMD環境における分子動力学アプリケーションMODYLASの性能評価

  • Performance of Hierarchical-matrix BiCGStab Solver on GPU Clusters

    Ichitaro Yamazaki, Ahmad Abdelfattah, Akihiro Ida, Satoshi Ohshima, Stanimire Tomov, Rio Yokota, Jack Dongarra

    32nd IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2018 Proceedings - 2018 IEEE 32nd International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2018   930 - 939   2018.8

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    HACApK is a software package for solving dense linear systems of equations and is used in other software packages, like ppohBEM for solving boundary integral equations. To enable the solution of large-scale boundary value problems, HACApK hierarchically compresses the coefficient matrix and uses the BiConjugate Gradient Stabilized (BiCGStab) method for solving the linear system. To extend HACApK's capability, this paper outlines how we ported the HACApK linear solver onto GPU clusters. Though the potential of GPUS has been widely accepted in high-performance computing, it is still a challenge to utilize the GPUS for a solver, like HACApK, that requires fine-grained irregular computation and global communication. To utilize the GPUS, we integrated the variable-size batched GPU kernel that was recently released in the MAGMA software package. This is the first time the variable-size batched kernels were used in a solver or application code. We discuss several techniques to improve the performance of the batched kernel and demonstrate the effects of these techniques on two state-of-The-Art GPU clusters. For instance, with two 14-core Intel Xeon CPUs and four NVIDIA P100 GPUS per node, the GPU kernel obtained a solver speedup of 8× on one node and 4× on eight nodes. We also show that when the inter-GPU communication becomes significant, the solution time can be further reduced by a factor of 2× by carefully designing the communication layer with the underlying node architecture in mind.

    DOI: 10.1109/IPDPS.2018.00102

  • Chebyshev基底通信削減CG法のマルチコア・メニーコア計算環境における性能評価

    Satoshi Ohshima, Akihiro Fujii, Teruo Tanaka, Takeshi Fukaya, Reiji Suda

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   165 ( 17 )   1 - 9   2018.7

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  • Mellanox社のスイッチ装置への集団通信オフロード機能による集団通信隠蔽効果の調査

    南里豪志, 大島聡史, 小野謙二

    情報処理学会研究報告(Web)   2018 ( HPC-165 )   Vol.2018‐HPC‐165,No.12,1‐10 (WEB ONLY)   2018.7

     More details

    Language:Japanese  

    Mellanox社のスイッチ装置への集団通信オフロード機能による集団通信隠蔽効果の調査

  • GPGPUによる高精度行列-行列積アルゴリズムのためのBatched BLASを用いた実装方式の提案

    石黒史也, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨, 荻野正雄

    情報処理学会研究報告(Web)   2018 ( HPC-165 )   Vol.2018‐HPC‐165,No.32,1‐8 (WEB ONLY)   2018.7

     More details

    Language:Japanese  

    GPGPUによる高精度行列‐行列積アルゴリズムのためのBatched BLASを用いた実装方式の提案

  • Chebyshev基底通信削減CG法のマルチコア・メニーコア計算環境における性能評価

    大島聡史, 藤井昭宏, 田中輝雄, 深谷猛, 須田礼仁

    情報処理学会研究報告(Web)   2018 ( HPC-165 )   Vol.2018‐HPC‐165,No.17,1‐9 (WEB ONLY)   2018.7

     More details

    Language:Japanese  

    Chebyshev基底通信削減CG法のマルチコア・メニーコア計算環境における性能評価

  • Mellanox社のスイッチ装置への集団通信オフロード機能による集団通信隠蔽効果の調査

    Takeshi Nanri, Satoshi Ohshima, Kenji Ono

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   165 ( 12 )   1 - 10   2018.7

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  • GPGPUによる高精度行列-行列積アルゴリズムのためのBatched BLASを用いた実装方式の提案

    Fumiya Ishiguro, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai, Masao Ogino

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   165 ( 32 )   1 - 8   2018.7

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  • A thread-level parallelization of pairwise additive potential and force calculations suitable for current many-core architectures Reviewed

    Yoshimichi Andoh, Soichiro Suzuki, Satoshi Ohshima, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri, Noriyuki Yoshii, Susumu Okazaki

    Journal of Supercomputing   74 ( 6 )   2449 - 2469   2018.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    In molecular dynamics (MD) simulations, calculations of potentials and their derivatives by coordinate, i.e., forces, in a pairwise additive manner such as the Lennard–Jones interactions and a short-range part of the Coulombic interactions form the main part of arithmetic operations. It is essential to achieve high thread-level parallelization efficiency of these pairwise additive calculations of potentials and forces to use current supercomputers with many-core architectures effectively. In this paper, we propose four new thread-level parallelization algorithms for the pairwise additive potential and force calculations. We implement the four codes in a MD calculation code based on the fast multipole method. Performance benchmarks were taken on the FX100 supercomputer and Intel Xeon Phi coprocessor. The code succeeds in achieving high thread-level parallelization efficiency with 32 threads on the FX100 and up to 60 threads on the Xeon Phi.

    DOI: 10.1007/s11227-018-2272-2

  • 階層型行列計算におけるソフトウェア自動チューニング

    大島聡史, 山崎市太郎, 伊田明弘, 横田理央

    計算工学講演会論文集(CD-ROM)   23   ROMBUNNO.D‐05‐03   2018.6

     More details

    Language:Japanese  

    Software Auto-Tuning for Hierarchical Matrix Computation

  • Performance of Hierarchical-matrix BiCGStab Solver on GPU Clusters. Reviewed

    Ichitaro Yamazaki, Ahmad Abdelfattah, Akihiro Ida, Satoshi Ohshima, Stanimire Tomov, Rio Yokota, Jack J. Dongarra

    2018 IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2018, Vancouver, BC, Canada, May 21-25, 2018   930 - 939   2018.5

     More details

    Language:Others   Publishing type:Research paper (other academic)  

    Performance of Hierarchical-matrix BiCGStab Solver on GPU Clusters.

    DOI: 10.1109/IPDPS.2018.00102

  • Optimization of Hierarchical matrix computation on GPU Reviewed International journal

    Satoshi Ohshima, @Ichitaro Yamazaki, @Akihiro Ida, @Rio Yokota

    In proceedings of Supercomputing Frontiers. SCFA 2018, Lecture Notes in Computer Science   10776   274 - 292   2018.3

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (international conference proceedings)  

    DOI: 10.1007/978-3-319-69953-0_16

    Other Link: https://doi.org/10.1007/978-3-319-69953-0_16

  • 高精度行列-行列積アルゴリズムにおけるBatched BLASの適用

    石黒史也, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨, 荻野正雄

    情報処理学会全国大会講演論文集   80th ( 1 )   1.49‐1.50   2018.3

     More details

    Language:Japanese  

    高精度行列‐行列積アルゴリズムにおけるBatched BLASの適用

  • Optimization of hierarchical matrix computation on GPU Reviewed

    Satoshi Ohshima, Ichitaro Yamazaki, Akihiro Ida, Rio Yokota

    Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)   10776   274 - 292   2018.3

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    The demand for dense matrix computation in large scale and complex simulations is increasing
    however, the memory capacity of current computer system is insufficient for such simulations. Hierarchical matrix method (H -matrices) is attracting attention as a computational method that can reduce the memory requirements of dense matrix computations. However, the computation of H -matrices is more complex than that of dense and sparse matrices
    thus, accelerating the H -matrices is required. We focus on H -matrix - vector multiplication (HMVM) on a single NVIDIA Tesla P100 GPU. We implement five GPU kernels and compare execution times among various processors (the Broadwell-EP, Skylake-SP, and Knights Landing) by OpenMP. The results show that, although an HMVM kernel can compute many small GEMV kernels, merging such kernels to a single GPU kernel was the most effective implementation. Moreover, the performance of BATCHED BLAS in the MAGMA library was comparable to that of the manually tuned GPU kernel.

    DOI: 10.1007/978-3-319-69953-0_16

  • Optimization of Hierarchical matrix computation on GPU Reviewed

    Satoshi Ohshima, Ichitaro Yamazaki, Akihiro Ida, Rio Yokota

    Lecture Notes in Computer Science   10776   2018.3

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1007/978-3-319-69953-0_16

  • 高精度行列-行列積アルゴリズムにおけるbatched BLASの適用

    Fumiya Ishiguro, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai, Masao Ogino

    第80回情報処理学会全国大会 第80回情報処理学会全国大会 予稿集   2018.3

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (other academic)  

  • A thread-level parallelization of pairwise additive potential and force calculations suitable for current many-core architectures Reviewed International journal

    Yoshimichi Andoh, Soichiro Suzuki, Satoshi Ohshima, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri, Noriyuki Yoshii, Susumu Okazaki

    The Journal of Supercomputing   2018.2

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1007/s11227-018-2272-2

    Other Link: https://link.springer.com/article/10.1007/s11227-018-2272-2

  • スーパーコンピュータシステムITOの性能評価

    Satoshi Ohshima, Takeshi Nanri, Yoshitaka Watanabe, Hirofumi Amano, Kenji Ono

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   162 ( 7 )   1 - 9   2017.12

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    九州大学情報基盤研究開発センターではスーパーコンピュータシステム “ITO” を導入し,2017 年 10 月より一部システムによる試験運用を開始,2018 年 1 月より全システムによるサービス提供を予定している.本システムは最新の CPU や GPU を搭載していることに加えて,オープンデータの活用やパブリッククラウドサービスとの連携を考慮した挑戦的なシステムである.本稿では ITO の設計を紹介し,既に試験運用を開始しているバックエンドサブシステム B を用いて測定した性能評価の結果を示す.

  • 非ブロッキング集団通信の通信隠蔽効果に関する調査

    南里豪志, 大島聡史, 小野謙二

    情報処理学会研究報告(Web)   2017 ( HPC-162 )   Vol.2017‐HPC‐162,No.17,1‐11 (WEB ONLY)   2017.12

     More details

    Language:Japanese  

    非ブロッキング集団通信の通信隠蔽効果に関する調査

  • スーパーコンピュータシステムITOの性能評価

    大島聡史, 南里豪志, 渡部善隆, 天野浩文, 小野謙二

    情報処理学会研究報告(Web)   2017 ( HPC-162 )   Vol.2017‐HPC‐162,No.7,1‐9 (WEB ONLY)   2017.12

     More details

    Language:Japanese  

    スーパーコンピュータシステムITOの性能評価

  • 非ブロッキング集団通信の通信隠蔽効果に関する調査

    Takeshi Nanri, Satoshi Ohshima, Kenji Ono

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   162 ( 17 )   1 - 11   2017.12

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    本稿では,非ブロッキング集団通信による通信隠蔽技術について,特にプログレススレッドを用いた場合の実用上の効果を計測し,評価した.従来の通信隠蔽率のみを計測するベンチマークプログラムでは,プログレススレッドを利用した場合の計算性能の低下による影響が計測結果に反映されないため,実用性の検証が困難である.そこで本稿では,計算と通信を含む総合的な性能評価を行うため,スレッド並列とプロセス並列によるハイブリッド並列のベンチマークプログラムを作成した.このプログラムは,通信と計算の量をそれぞれ明示的に指定するため,プログレススレッドへの CPU コアの割り当て方法やスレッドのスケジューリングポリシーなどの実行時パラメータを変化させた場合の,計測結果の相互比較も可能となった.このプログラムを,Fujitsu PRIMERGY CX 400 および Fujitsu PRIMEHPC FX 100 上で実行し,性能を計測した.その結果,Alltoall では,適切な実行時パラメータを選択することにより,プログラム全体としての性能向上が見込めることが分かった.一方,Allreduce では,特にノード内で複数のプロセスを起動した場合に,性能が低下する場合があることが分かった.これらの結果から,非ブロッキング集団通信の利用にあたっては,使用する集団通信の種類やメッセージサイズ,計算量等に応じて,効果を事前に調査することが重要であることを確認した.また,非ブロッキング集団通信を推進するもう一つの手段であるオフロード機能について,Mellanox 社の SHArP 機能を用いた場合の通信隠蔽効果を予備評価し,通信隠蔽による性能向上が見込めることを確認した.

  • スーパーコンピュータ上でのDeep Learning学習環境の初期構築

    野村行弘, 佐藤一誠, 佐藤一誠, 佐藤一誠, 塙敏博, 花岡昇平, 中尾貴祐, 竹永智美, 佐藤大介, 星野哲也, 関谷勇司, 大島聡史, 林直人, 阿部修

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 281(MI2017 47-62) )   1‐2   2017.10

     More details

    Language:Japanese  

    スーパーコンピュータ上でのDeep Learning学習環境の初期構築

  • 階層型行列計算のGPU向け最適化

    大島聡史, 山崎市太郎, 伊田明弘, 横田理央

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2017   151‐152   2017.9

     More details

    Language:Japanese  

    階層型行列計算のGPU向け最適化

  • GPUクラスタ上における階層型行列計算の最適化

    Satoshi Ohshima, Ichitaro Yamazaki, Akihiro Ida, Rio Yokota

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   160 ( 14 )   1 - 8   2017.7

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    階層型行列は小さな密行列と低ランク近似行列から構成される行列である.密行列を階層型行列によって近似することで,大規模な計算をより少ないメモリ量で行うことが可能となる.しかし階層型行列を用いた計算は複雑であるため,最適化が求められている.我々はこれまで階層型行列を用いた境界要素法による静電場解析問題の実装と評価をマルチコア CPU やメニーコアプロセッサにて実施してきた.本稿では,階層型行列を係数行列に持つ線形方程式に対する反復法を対象として,GPU クラスタ上での性能評価や最適化に取り組んだ結果を示す.主要な計算部である階層型行列ベクトル積計算を構成する密行列ベクトル積計算を MAGMA BLAS に行わせることで高速化を目指したところ,GPU カーネル起動のオーバーヘッドにより実行時間が増大したが,BATCHED MAGMA を用いることで大幅に性能が改善した.実験環境としては TSUBAME 2.5 (最大 8 ノード / 1 ノードあたり 1 GPU) および Reedbush-H (最大 8 ノード / 1 ノードあたり 1 GPU) を使用し,それぞれ 8 ノードまで性能向上は得られたが,ノード数を増やした場合には MPI 処理の時間も目立ってきており,さらなる最適化が求められる結果となった.

  • GPUクラスタ上における階層型行列計算の最適化

    大島聡史, 山崎市太郎, 伊田明弘, 横田理央

    情報処理学会研究報告(Web)   2017 ( HPC-160 )   Vol.2017‐HPC‐160,No.14,1‐8 (WEB ONLY)   2017.7

     More details

    Language:Japanese  

    GPUクラスタ上における階層型行列計算の最適化

  • Auto-tuning on NUMA and Many-core Environments with an FDM code

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Masaharu Matsumoto

    31st IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2017 The Twelfth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2017) (In Conjunction with the IEEE IPDPS2017)   2017.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

  • Pascal vs KNL: Performance Evaluation with ICCG Solve Reviewed

    Tetsuya Hoshino, Satoshi Ohshima, Toshihiro Hanawa, Kengo Nakaima, Akihiro Ida

    HPC in Asia Workshop Poster Session, ISC High Performance 2017   2017.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    Pascal vs KNL: Performance Evaluation with ICCG Solve

  • Auto-Tuning on NUMA and many-core environments with an FDM code Reviewed

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Masaharu Matsumoto

    Proceedings - 2017 IEEE 31st International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops, IPDPSW 2017   1399 - 1407   2017.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we focus on auto-tuning (AT) performance on nonuniform memory access (NUMA) and many-core architectures. Code from the finite difference method (FDM) is selected to evaluate AT performance, and results on the Xeon Phi (Knights Landing, KNL) for four kinds of memory (FLAT and CACHE) and cluster modes (QUADRANT and SNC4) yielded the following findings: (1) The KNL memory mode did not affectoverall performance, except FLAT-SNC4. The difference ofexecution time for the CACHE mode to the FLAT mode was only 0.99&#37;. (2) Hyper-threading (HT) technology worked well, and yielded 1.86x (baseline) and 1.50x (with AT). (3) Varying hybrid MPI/OpenMP execution was very effective for KNL. Themaximum factors of speedups were 2.16x in the baseline and2.91x with AT. (4) AT with code selection persisted as a powerful tool, even in KNL. We obtained speedups by AT for a maximum of 1.64x. Moreover, we had room to speedup by a further 1.31x by adapting AT for the fastest execution.

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2017.27

  • ポストムーア時代における有限差分法コードの自動チューニング技法の一考察

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 松本 正晴

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   22   ROMBUNNO.C‐01‐1   2017.5

     More details

    Language:Japanese  

    A Consideration of Auto-tuning Technology for Finite Difference Method in Post Moore's era

  • GPU搭載スーパーコンピュータReedbush‐Hの性能評価

    塙敏博, 星野哲也, 中島研吾, 大島聡史, 伊田明弘

    情報処理学会研究報告(Web)   2017 ( HPC-159 )   Vol.2017‐HPC‐159,No.9,1‐6 (WEB ONLY)   2017.4

     More details

    Language:Japanese  

    GPU搭載スーパーコンピュータReedbush‐Hの性能評価

  • OpenACCを用いたICCG法ソルバーのPascal GPUにおける性能評価

    星野哲也, 大島聡史, 塙敏博, 中島研吾, 伊田明宏

    情報処理学会研究報告(Web)   2017 ( HPC-158 )   Vol.2017‐HPC‐158,No.18,1‐9 (WEB ONLY)   2017.3

     More details

    Language:Japanese  

    OpenACCを用いたICCG法ソルバーのPascal GPUにおける性能評価

  • Xeon Phi+OmniPath環境におけるOpenMP,MPI性能最適化

    塙敏博, 星野哲也, 中島研吾, 大島聡史, 伊田明弘

    情報処理学会研究報告(Web)   2017 ( HPC-158 )   Vol.2017‐HPC‐158,No.21,1‐8 (WEB ONLY)   2017.3

     More details

    Language:Japanese  

    Xeon Phi+OmniPath環境におけるOpenMP,MPI性能最適化

  • ICCG法ソルバーのIntel Xeon Phi向け最適化

    中島研吾, 中島研吾, 大島聡史, 大島聡史, 塙敏博, 星野哲也, 伊田明弘, 伊田明弘

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-157 )   Vol.2016‐HPC‐157,No.16,1‐8 (WEB ONLY)   2016.12

     More details

    Language:Japanese  

    Optimization of ICCG Solver for Intel Xeon Phi

  • パイプライン型共役勾配法の性能評価

    塙敏博, 中島研吾, 中島研吾, 大島聡史, 大島聡史, 星野哲也, 伊田明弘, 伊田明弘

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-157 )   Vol.2016‐HPC‐157,No.6,1‐9 (WEB ONLY)   2016.12

     More details

    Language:Japanese  

    Performance Evaluation of Pipelined CG Method

  • データ解析・シミュレーション融合スーパーコンピュータシステムReedbush‐Uの性能評価

    塙敏博, 中島研吾, 大島聡史, 伊田明弘, 星野哲也, 田浦健次朗

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-156 )   Vol.2016‐HPC‐156,No.10,1‐10 (WEB ONLY)   2016.9

     More details

    Language:Japanese  

    データ解析・シミュレーション融合スーパーコンピュータシステムReedbush‐Uの性能評価

  • 高バンド幅メモリ環境における数値計算アルゴリズムの変革と自動チューニング技術~FDMコードを例にして~

    片桐孝洋, 松本正晴, 大島聡史

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2016   ROMBUNNO.9GATSU12NICHI,09:30,3E,1   2016.9

     More details

    Language:Japanese  

    高バンド幅メモリ環境における数値計算アルゴリズムの変革と自動チューニング技術~FDMコードを例にして~

  • 3次元積層技術による高メモリバンド幅時代の自動チューニング~FDMコードを例にして~

    片桐孝洋, 松本正晴, 大島聡史

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-155 )   Vol.2016‐HPC‐155,No.38,1‐8 (WEB ONLY)   2016.8

     More details

    Language:Japanese  

    3次元積層技術による高メモリバンド幅時代の自動チューニング~FDMコードを例にして~

  • ppOpen-HPC: Open Source Infrastructure for Development and Execution of Large-Scale Scientific Applications on Post-Peta-Scale Supercomputers with Automatic Tuning (AT) Reviewed

    Kengo Nakajima, Masaki Satoh, Takashi Furumura, Hiroshi Okuda, Takeshi Iwashita, Hide Sakaguchi, Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto, Satoshi Ohshima, Hideyuki Jitsumoto, Takashi Arakawa, Futoshi Mori, Takeshi Kitayama, Akihiro Ida, Miki Y. Matsuo

    OPTIMIZATION IN THE REAL WORLD: TOWARD SOLVING REAL-WORLD OPTIMIZATION PROBLEMS   13   15 - 35   2016.8

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    ppOpen-HPC is an open source infrastructure for development and execution of large-scale scientific applications on post-peta-scale (pp) supercomputers with automatic tuning (AT). ppOpen-HPC focuses on parallel computers based on many-core architectures and consists of various types of libraries covering general procedures for scientific computations. The source code, developed on a PC with a single processor, is linked with these libraries, and the parallel code generated is optimized for post-peta-scale systems. In this article, recent achievements and progress of the ppOpen-HPC project are summarized.

    DOI: 10.1007/978-4-431-55420-2_2

  • 階層型行列ベクトル積のメニーコア向け最適化

    大島聡史, 伊田明弘, 河合直聡, 塙敏博

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-155 )   Vol.2016‐HPC‐155,No.39,1‐9 (WEB ONLY)   2016.8

     More details

    Language:Japanese  

    階層型行列ベクトル積のメニーコア向け最適化

  • FPGAを用いた階層型行列ベクトル積

    塙敏博, 伊田明弘, 大島聡史, 河合直聡

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-155 )   Vol.2016‐HPC‐155,No.40,1‐9 (WEB ONLY)   2016.8

     More details

    Language:Japanese  

    FPGAを用いた階層型行列ベクトル積

  • Auto-tuning of hybrid MPI/OpenMP execution with code selection by ppOpen-AT

    Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto, Satoshi Ohshima

    30th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops, IPDPSW 2016 Proceedings - 2016 IEEE 30th International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2016   1488 - 1495   2016.7

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we propose an effective kernel implementation for an application of the finite difference method (FDM) by merging computations of central-difference and explicit time expansion schemes without IF statements inside the loops. The effectiveness of the implementation depends on the CPU architecture and execution situation, such as the problem size and the number of MPI processes and OpenMP threads. We adopt auto-tuning (AT) technology to select the best implementation. The AT function for the selection, referred to as «code selection», is implemented in an AT language, namely, ppOpen-AT. The results of experiments conducted using current advanced CPUs (Xeon Phi, Ivy Bridge, and FX10) indicated that crucial speedups of conventional AT are achieved by code selection. In particular, the heaviest kernels achieved speedups of 4.21x (Xeon Phi), 2.52x (Ivy Bridge), and 2.03x (FX10).

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2016.49

  • Utilization and expansion of ppOpen-AT for OpenACC

    Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto

    30th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops, IPDPSW 2016 Proceedings - 2016 IEEE 30th International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2016   1496 - 1505   2016.7

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    For application programmers, reducing efforts for optimizing programs is an important issue. Our solution of this issue is an auto-tuning (AT) technique. We are developing an AT language named ppOpen-AT. We have shown that this language is useful for multi-and many-core parallel programming. Today, OpenACC attracts attention as an easy and useful graphics processing unit (GPU) programming environment. While OpenACC is one possible parallel programming environment, users have to spend time and energy in order to optimize OpenACC programs. In this study, we investigate the usability of ppOpen-AT for OpenACC programs and propose to expand ppOpen-AT for further optimization of OpenACC.

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2016.123

  • エクサスケールコンピューティングに向けた自動性能チューニング研究の進展(AT研究動向とAT専用言語ppOpen-ATの最新機能の紹介/複数性能パラメタ空間における実行時AT機構/FFTにおけるAT)

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 松本 正晴, 田中 輝雄, 望月 大義, 村田 陸, 藤井 昭宏, 高橋 大介

    ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集   ( 2016 )   47 - 48   2016.5

     More details

    Language:Japanese  

  • Utilization and Expansion of ppOpen-AT for OpenACC Reviewed

    Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto

    2016 IEEE 30TH INTERNATIONAL PARALLEL AND DISTRIBUTED PROCESSING SYMPOSIUM WORKSHOPS (IPDPSW)   1496 - 1505   2016.5

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    For application programmers, reducing efforts for optimizing programs is an important issue. Our solution of this issue is an auto-tuning (AT) technique. We are developing an AT language named ppOpen-AT. We have shown that this language is useful for multi-and many-core parallel programming. Today, OpenACC attracts attention as an easy and useful graphics processing unit (GPU) programming environment. While OpenACC is one possible parallel programming environment, users have to spend time and energy in order to optimize OpenACC programs. In this study, we investigate the usability of ppOpen-AT for OpenACC programs and propose to expand ppOpen-AT for further optimization of OpenACC.

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2016.123

  • Auto-tuning of Hybrid MPI/OpenMP Execution with Code Selection by ppOpen-AT Reviewed

    Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto, Satoshi Ohshima

    2016 IEEE 30TH INTERNATIONAL PARALLEL AND DISTRIBUTED PROCESSING SYMPOSIUM WORKSHOPS (IPDPSW)   1488 - 1495   2016.5

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we propose an effective kernel implementation for an application of the finite difference method (FDM) by merging computations of central-difference and explicit time expansion schemes without IF statements inside the loops. The effectiveness of the implementation depends on the CPU architecture and execution situation, such as the problem size and the number of MPI processes and OpenMP threads. We adopt auto-tuning (AT) technology to select the best implementation. The AT function for the selection, referred to as "code selection", is implemented in an AT language, namely, ppOpen-AT. The results of experiments conducted using current advanced CPUs (Xeon Phi, Ivy Bridge, and FX10) indicated that crucial speedups of conventional AT are achieved by code selection. In particular, the heaviest kernels achieved speedups of 4.21x (Neon Phi), 2.52x (Ivy Bridge), and 2.03x (FX10).

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2016.49

  • 分子動力学計算ソフトウェアMODYLASのメニーコアアーキテクチャ対応並列化に関する研究(分子動力学計算による研究の現状と課題/粒子対計算部分のメニーコア間スレッド並列の効率化/Xeon Phiによる分子動力学計算の高速化)

    安藤 嘉倫, 鈴木 惣一朗, 大島 聡史

    ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集   ( 2016 )   97 - 98   2016.5

     More details

    Language:Japanese  

  • ポストムーア時代に向けた階層型自動チューニング機能の性能評価

    片桐 孝洋, 松本 正晴, 大島 聡史

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   21   ROMBUNNO.F‐1‐1   2016.5

     More details

    Language:Japanese  

    Performance Evaluation of a Hierarchical Auto-tuning Function toward to Post Moore's Era

  • FPGAを用いた疎行列数値計算の性能評価

    大島聡史, 塙敏博, 片桐孝洋, 中島研吾

    情報処理学会研究報告(Web)   2016 ( HPC-153 )   VOL.2016‐HPC‐153,NO.1 (WEB ONLY)   2016.2

     More details

    Language:Japanese  

    FPGAを用いた疎行列数値計算の性能評価

  • 有限要素法係数行列生成プロセスのメニィコア環境における最適化

    中島研吾, 中島研吾, 成瀬彰, 大島聡史, 大島聡史, 塙敏博, 片桐孝洋, 片桐孝洋, 田浦健次朗

    情報処理学会研究報告(Web)   2015 ( HPC-152 )   VOL.2015‐HPC‐152,NO.12 (WEB ONLY)   2015.12

     More details

    Language:Japanese  

    Optimization of matrix assembly process in FEM applications on manycore architectures

  • Directive-Based Auto-Tuning for the Finite Difference Method on the Xeon Phi

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Masaharu Matsumoto

    29th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops, IPDPSW 2015 Proceedings - 2015 IEEE 29th International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops, IPDPSW 2015   1221 - 1230   2015.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we present a directive-based auto-tuning (AT) framework, called ppOpen-AT, and demonstrate its effect using simulation code based on the Finite Difference Method (FDM). The framework utilizes well-known loop transformation techniques. However, the codes used are carefully designed to minimize the software stack in order to meet the requirements of a many-core architecture currently in operation. The results of evaluations conducted using ppOpen-AT indicate that maximum speedup factors greater than 550% are obtained when it is applied in eight nodes of the Intel Xeon Phi. Further, in the AT for data packing and unpacking, a 49% speedup factor for the whole application is achieved. By using it with strong scaling on 32 nodes in a cluster of the Xeon Phi, we also obtain 24% speedups for the overall execution.

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2015.11

  • ppOpen‐ATによるOpenACCプログラムの自動チューニング

    大島聡史, 片桐孝洋, 松本正晴

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.9GATSU11NICHI,09:30,B,2   2015.9

     More details

    Language:Japanese  

    ppOpen‐ATによるOpenACCプログラムの自動チューニング

  • ppOpen‐ATによる静的コード生成で実現する自動チューニング方式の評価

    片桐孝洋, 松本正晴, 大島聡史

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.9GATSU11NICHI,09:30,B,1   2015.9

     More details

    Language:Japanese  

    ppOpen‐ATによる静的コード生成で実現する自動チューニング方式の評価

  • ppOpen‐APPL/FVMを使用した並列有限要素法アプリケーション

    中島研吾, 中島研吾, 塙敏博, 大島聡史, 大島聡史, 片桐孝洋, 片桐孝洋

    情報処理学会研究報告(Web)   2015 ( HPC-151 )   VOL.2015-HPC-151,NO.24 (WEB ONLY)   2015.9

     More details

    Language:Japanese  

    Parallel FEM application using ppOpen‐APPL/FVM

  • SCG‐AT:静的コード生成のみによる自動チューニング実現方式

    片桐孝洋, 松本正晴, 大島聡史

    情報処理学会研究報告(Web)   2015 ( HPC-150 )   VOL.2015-HPC-150,NO.32 (WEB ONLY)   2015.7

     More details

    Language:Japanese  

    SCG‐AT:静的コード生成のみによる自動チューニング実現方式

  • ppOpen‐ATを用いたOpenACCプログラムの自動チューニング

    大島聡史, 片桐孝洋, 松本正晴

    情報処理学会研究報告(Web)   2015 ( HPC-150 )   VOL.2015-HPC-150,NO.30 (WEB ONLY)   2015.7

     More details

    Language:Japanese  

    ppOpen‐ATを用いたOpenACCプログラムの自動チューニング

  • 1ノード200超スレッド時代の自動チューニングに向けて : FDMコードを例にして

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 松本 正晴

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   20   ROMBUNNO.E-1-4   2015.6

     More details

    Language:Japanese  

    Towards Auto-tuning for Era of 200+ Threads Parallelism on One Node : An Adaptation of an FDM code

  • 1ノード200超スレッド時代の自動チューニング手法 : FDMコード最適化を中心に (特集 エクサスケール時代に向けた数値計算処理の自動チューニングの進展)

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 松本 正晴

    計算工学   20 ( 2 )   3262 - 3265   2015.6

     More details

    Language:Japanese  

    An Auto-Tuning Methodology in The Era of Over 200 Threads per Node : Adaptation of Code Optimization to an FDM Program

  • CFDツールOpenFOAM®への疎行列ライブラリXabclibの適用

    櫻井 隆雄, 片桐 孝洋, 大島 聡史, 黒田 久泰, 猪貝 光祥, 直野 健

    ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集   ( 2015 )   84 - 84   2015.5

     More details

    Language:Japanese  

  • Directive-based Auto-tuning for the Finite Difference Method on the Xeon Phi Reviewed

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Masaharu Matsumoto

    2015 IEEE 29TH INTERNATIONAL PARALLEL AND DISTRIBUTED PROCESSING SYMPOSIUM WORKSHOPS   1221 - 1230   2015.5

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we present a directive-based auto-tuning (AT) framework, called ppOpen-AT, and demonstrate its effect using simulation code based on the Finite Difference Method (FDM). The framework utilizes well-known loop transformation techniques. However, the codes used are carefully designed to minimize the software stack in order to meet the requirements of a many-core architecture currently in operation. The results of evaluations conducted using ppOpen-AT indicate that maximum speedup factors greater than 550&#37; are obtained when it is applied in eight nodes of the Intel Xeon Phi. Further, in the AT for data packing and unpacking, a 49&#37; speedup factor for the whole application is achieved. By using it with strong scaling on 32 nodes in a cluster of the Xeon Phi, we also obtain 24&#37; speedups for the overall execution.

    DOI: 10.1109/IPDPSW.2015.11

  • 1ノード200超スレッド時代の自動チューニング手法~FDMコード最適化を中心に~

    片桐孝洋, 大島聡史, 松本正晴

    計算工学   20 ( 2 )   3262 - 3265   2015.4

     More details

    Language:Japanese  

    1ノード200超スレッド時代の自動チューニング手法~FDMコード最適化を中心に~

  • 未知語の音声クエリに対する複数検索結果を用いた音声中の検索語検出

    大島聡史, 小嶋和徳, 石亀昌明, 伊藤慶明

    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.1-P-6   2015.3

     More details

    Language:Japanese  

    未知語の音声クエリに対する複数検索結果を用いた音声中の検索語検出

  • 動的な並列実行機構を用いたSpMV実装の性能評価

    大島 聡史, 片桐 孝洋, 櫻井 隆雄, 中島 研吾, 黒田 久泰, 直野 健, 猪貝 光祥

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2015 ( 3 )   1 - 12   2015.2

     More details

    Language:Japanese  

    動的な並列実行機構を用いたSpMV実装の性能評価

  • Auto-tuning of computation kernels from an FDM code with ppOpen-AT Reviewed

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Masaharu Matsumoto

    Proceedings - 2014 IEEE 8th International Symposium on Embedded Multicore/Manycore SoCs, MCSoC 2014   91 - 98   2014.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we propose an Auto-tuning (AT) function with an AT language for a dedicated numerical library with respect to supercomputers in operation. The AT function is based on well-known loop transformation techniques, such as loop split, fusion, and re-ordering of statements. However, loop split with copies or increase of computations, and loop fusion to the split loop are taken into account by utilizing user knowledge.

    DOI: 10.1109/MCSoC.2014.22

  • Performance optimization of SpMV using CRS format by considering OpenMP scheduling on CPUs and MIC Reviewed

    Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto

    Proceedings - 2014 IEEE 8th International Symposium on Embedded Multicore/Manycore SoCs, MCSoC 2014   253 - 260   2014.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this study, we evaluate the performance of sparse matrix-vector multiplication (SpMV) using the compressed row storage (CRS) format on CPUs and MIC. We focus on the relationship between OpenMP scheduling and performance. The performance of SpMV is measured using various OpenMP scheduling settings and the results are analyzed, which show that OpenMP scheduling has a considerable effect on the performance of SpMV. We confirm that some scheduling settings resulted in performance improvements compared with default scheduling for particular matrices. The results of the evaluation show that the performance of SpMV is improved by up to 1.57 times compared with SPARC64 IXfx, 2.47 times compared with Xeon Ivy Bridge-EP, and 2.26 times compared with Knights Corner. Next, we modify the SpMV function of OpenATLib, an auto-tuned numerical library, to consider the scheduling of optimization as an additional SpMV implementation. We measure the performance of the GMRES solver and obtain performance improvements of up to 11.4&#37;. These results will help to improve the performance of various numerical calculation applications.

    DOI: 10.1109/MCSoC.2014.43

  • 有限要素法係数行列生成プロセスのマルチコア・メニィコア環境における最適化

    中島 研吾, 大島 聡史, 塙 敏博

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2014 ( 22 )   1 - 7   2014.9

     More details

    Language:Japanese  

    Optimization of matrix assembling process in FEM applications on multicore/manycore architectures
    Finite-element method (FEM) is one of the most well-known numerical methods for solving partial differential equations (PDE), and applied to various kinds of scientific simulations. Matrix assembling and sparse matrix solver are the most expensive processes in finite-element procedures. In the present work, the matrix assembling process is parallelized using OpenMP, and three types of implementations are evaluated on various types of multicore/manycore architectures. Results and analyses of computations and strategies towards automatic tuning will be described in the presentation.

  • 1ノード200超スレッド時代の自動チューニング手法~FDMコードを例にして~

    片桐孝洋, 大島聡史, 松本正晴

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.9GATSU3NICHI,09:30,E,3   2014.8

     More details

    Language:Japanese  

    1ノード200超スレッド時代の自動チューニング手法~FDMコードを例にして~

  • 疎行列ソルバーにおける自動チューニングを用いたOpenMP指示文の最適化

    大島聡史, 松本正晴, 片桐孝洋

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.9GATSU3NICHI,09:30,E,1   2014.8

     More details

    Language:Japanese  

    疎行列ソルバーにおける自動チューニングを用いたOpenMP指示文の最適化

  • 様々な計算機環境におけるOpenMP/OpenACCを用いたICCG法の性能評価

    大島聡史, 松本正晴, 片桐孝洋, 塙敏博, 中島研吾

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2014 ( 21 )   1 - 10   2014.7

     More details

    Language:Japanese  

    様々な計算機環境におけるOpenMP/OpenACCを用いたICCG法の性能評価

  • Xeon PhiにおけるppOpen-ATを用いた有限差分法コードの自動チューニング

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 松本 正晴

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   19   ROMBUNNO.F-6-3   2014.6

     More details

    Language:Japanese  

    Auto-tuning for A Code from Finite Difference Method with ppOpen-AT on the Xeon Phi

  • Implementation and evaluation of an AMR framework for FDM applications Reviewed

    Masaharu Matsumoto, Futoshi Mori, Satoshi Ohshima, Hideyuki Jitsumoto, Takahiro Katagiri, Kengo Nakajima

    Procedia Computer Science   29   936 - 946   2014.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In order to execute various finite-difference method applications on large-scale parallel computers with a reasonable cost of computer resources, a framework using an adaptive mesh refinement (AMR) technique has been developed. AMR can realize high-resolution simulations while saving computer resources by generating and removing hierarchical grids dynamically. In the AMR framework, a dynamic domain decomposition (DDD) technique, as a dynamic load balancing method, is also implemented to correct the computational load imbalance between each process associated with parallelization. By performing a 3D AMR test simulation, it is confirmed that dynamic load balancing can be achieved and execution time can be reduced by introducing the DDD technique. © The Authors. Published by Elsevier B.V.

    DOI: 10.1016/j.procs.2014.05.084

  • 通信削減アルゴリズムCAQRのRSDFTの直交化処理への適用と評価

    片桐孝洋, 高山恒一, 米村崇, 熊洞宏樹, 猪貝光祥, 北上純一, 江口義之, 深谷猛, 山本有作, 岩田潤一, 内田和之, 大島聡史, 中島研吾

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2014 ( 3 )   1 - 6   2014.5

     More details

    Language:Japanese  

    通信削減アルゴリズムCAQRのRSDFTの直交化処理への適用と評価

  • レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のアプリケーションの異機種環境での評価 ~メニーコア環境を中心に~

    片桐孝洋, 大島聡史, 中島研吾, 米村崇, 熊洞宏樹, 樋口清隆, 橋本昌人, 高山恒一, 藤堂眞治, 岩田潤一, 内田和之, 佐藤正樹, 羽角博康, 黒木聖夫, 安達斉, 江口義之

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2014 ( 26 )   1 - 13   2014.2

     More details

    Language:Japanese  

    レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のアプリケーションの異機種環境での評価~メニーコア環境を中心に~

  • Auto-tuning of computation kernels from an FDM code with ppOpen-AT

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Masaharu Matsumoto

    2014 8th IEEE International Symposium on Embedded Multicore/Manycore SoCs, MCSoC 2014 Proceedings - 2014 IEEE 8th International Symposium on Embedded Multicore/Manycore SoCs, MCSoC 2014   91 - 98   2014.1

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we propose an Auto-tuning (AT) function with an AT language for a dedicated numerical library with respect to supercomputers in operation. The AT function is based on well-known loop transformation techniques, such as loop split, fusion, and re-ordering of statements. However, loop split with copies or increase of computations, and loop fusion to the split loop are taken into account by utilizing user knowledge.

    DOI: 10.1109/MCSoC.2014.22

  • Implementation and evaluation of an AMR framework for FDM applications Reviewed

    Masaharu Matsumoto, Futoshi Mori, Satoshi Ohshima, Hideyuki Jitsumoto, Takahiro Katagiri, Kengo Nakajima

    14th Annual International Conference on Computational Science, ICCS 2014 Procedia Computer Science   29   936 - 946   2014.1

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    In order to execute various finite-difference method applications on large-scale parallel computers with a reasonable cost of computer resources, a framework using an adaptive mesh refinement (AMR) technique has been developed. AMR can realize high-resolution simulations while saving computer resources by generating and removing hierarchical grids dynamically. In the AMR framework, a dynamic domain decomposition (DDD) technique, as a dynamic load balancing method, is also implemented to correct the computational load imbalance between each process associated with parallelization. By performing a 3D AMR test simulation, it is confirmed that dynamic load balancing can be achieved and execution time can be reduced by introducing the DDD technique.

    DOI: 10.1016/j.procs.2014.05.084

  • 実アプリを用いたさまざまなアーキテクチャからなる計算機システムの性能評価

    深沢圭一郎, 片桐孝洋, 大宮学, 江川隆輔, 大島聡史, 青木尊之, 下川辺隆史, 荻野正雄, 岩下武史, 東田学

    情報処理学会研究報告(Web)   2013 ( ARC-207 )   VOL.2013-ARC-207,NO.16 (WEB ONLY) - 7   2013.12

     More details

    Language:Japanese  

    Performance Evaluation of Computer Systems Consisted of Various Architectures with Scientific Application

  • Energy optimization for scientific programs using auto-tuning language ppOpen-AT Reviewed

    Takahiro Katagiri, Cheng Luo, Reiji Suda, Shoichi Hirasawa, Satoshi Ohshima

    Proceedings - IEEE 7th International Symposium on Embedded Multicore/Manycore System-on-Chip, MCSoC 2013   123 - 128   2013.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we demonstrate a new approach for power-consumption optimization using a dedicated Auto-tuning (AT) language. Our approach is based on recently developed technologies: (1) a power measurement application programming interface, (2) an AT mathematical core library. Preliminary performance evaluation enables us to select the best kernel for a real-world scientific program using either the CPU or Graphics Processing Unit, with respect to energy consumption. From the results of the evaluation, we found the performance-changing point in the experimental environment. © 2013 IEEE.

    DOI: 10.1109/MCSoC.2013.14

  • Early experiences for adaptation of auto-tuning by ppOpen-AT to an explicit method Reviewed

    Takahiro Katagiri, Satoshi Ito, Satoshi Ohshima

    Proceedings - IEEE 7th International Symposium on Embedded Multicore/Manycore System-on-Chip, MCSoC 2013   153 - 158   2013.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    We present a code optimization technique by adapting an auto-tuning (AT) function to an explicit method with the static code generator FIBER. The AT function is evaluated with current multicore processors to match situations with high-thread parallelism (HTP). The results of performance evaluations indicate that the AT function is crucial for HTP, as the speedups of the explicit method with a static code generator are as much as 7.4x compared to that of original implementations based on compiler optimization only. © 2013 IEEE.

    DOI: 10.1109/MCSoC.2013.15

  • メニーコアアーキテクチャ向けのSpMV最適化と自動チューニング

    大島聡史, 金子勇, 片桐孝洋

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2013   ROMBUNNO.9098   2013.9

     More details

    Language:Japanese  

    メニーコアアーキテクチャ向けのSpMV最適化と自動チューニング

  • ppOpen‐ATにより自動生成されたppOpen‐HPCコードにおける自動チューニング機能の性能評価

    片桐孝洋, 大島聡史, 松本正晴

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2013   ROMBUNNO.9059   2013.9

     More details

    Language:Japanese  

    ppOpen‐ATにより自動生成されたppOpen‐HPCコードにおける自動チューニング機能の性能評価

  • Xeon PhiにおけるSpMVの性能評価

    大島聡史, 金子勇, 片桐孝洋

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2013 ( 33 )   1 - 8   2013.7

     More details

    Language:Japanese  

    Xeon PhiにおけるSpMVの性能評価

  • 陽解法カーネルのための自動チューニング記述言語ppOpen‐ATの新機能について

    片桐孝洋, 大島聡史, 伊東聰

    計算工学講演会論文集(CD-ROM)   18   ROMBUNNO.D-13-1   2013.6

     More details

    Language:Japanese  

    陽解法カーネルのための自動チューニング記述言語ppOpen‐ATの新機能について

  • A Sparse Matrix Library with Automatic Selection of Iterative Solvers and Preconditioners Reviewed

    Takao Sakurai, Takahiro Katagiri, Hisayasu Kuroda, Ken Naono, Mitsuyoshi Igai, Satoshi Ohshima

    2013 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL SCIENCE   18   1332 - 1341   2013.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    Many iterative solvers and preconditioners have recently been proposed for linear iterative matrix libraries. Currently, library users have to manually select the solvers and preconditioners to solve their target matrix. However, if they select the wrong combination of the two, they have to spend a lot of time on calculations or they cannot obtain the solution. Therefore, an approach for the automatic selection of solvers and preconditioners is needed. We have developed a function that automatically selects an effective solver/preconditioner combination by referencing the history of relative residuals at run-time to predict whether the solver will converge or stagnate. Numerical evaluation with 50 Florida matrices showed that the proposed function can select effective combinations in all matrices. This suggests that our function can play a significant role in sparse iterative matrix computations. (C) 2013 The Authors. Published by Elsevier B.V. and peer review under responsibility of the organizers of the 2013 International Conference on Computational Science

    DOI: 10.1016/j.procs.2013.05.300

  • 陽解法カーネルのため自動チューニング記述言語ppOpen-ATの新機能について

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 伊東 聰

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   18   4p   2013.6

     More details

    Language:Japanese  

    A New Function of an Auto-tuning Description Language ppOpen-AT for Kernels of Explicit Method

  • メニーコアプロセッサXeon Phiの性能評価

    大島聡史, 金子勇

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2013 ( 20 )   1 - 6   2013.5

     More details

    Language:Japanese  

    メニーコアプロセッサXeon Phiの性能評価

  • レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究におけるアプリケーションの最適化と複数の計算機環境での性能評価

    大島聡史, 片桐孝洋, 中島研吾, 米村崇, 熊洞宏樹, 樋口清隆, 橋本昌人, 高山恒一, 藤堂眞治, 岩田潤一, 内田和之, 佐藤正樹, 羽角博康, 黒木聖夫

    先進的計算基盤システムシンポジウム論文集   2013 ( 2013 )   111 - 111   2013.5

     More details

    Language:Japanese  

  • レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のためのアプリケーション最適化と異機種計算機環境での性能評価

    片桐孝洋, 大島聡史, 中島研吾, 米村崇, 熊洞宏樹, 樋口清隆, 橋本昌人, 高山恒一, 藤堂眞治, 岩田潤一, 内田和之, 佐藤正樹, 羽角博康, 黒木聖夫

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2013 ( 4 )   1 - 9   2013.5

     More details

    Language:Japanese  

    レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のためのアプリケーション最適化と異機種計算機環境での性能評価

  • レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のためのアプリケーションと性能評価

    片桐孝洋, 大島聡史, 中島研吾, 米村崇, 熊洞宏樹, 樋口清隆, 橋本昌人, 高山恒一, 藤堂眞治, 岩田潤一, 内田和之, 佐藤正樹, 羽角博康, 黒木聖夫

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2012 ( 5 )   ROMBUNNO.ARC-202,NO.2   2013.2

     More details

    Language:Japanese  

    レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のためのアプリケーションと性能評価

  • 超低消費電力高性能計算に向けた取り組み

    大島 聡史, Luo Cheng, 平澤 将一, 片桐 孝洋, 須田 礼二, 本多 弘樹

    第54回プログラミング・シンポジウム予稿集   54th ( 2013 )   75 - 80   2013.1

     More details

    Language:Japanese  

    Research activity for Ultra Low Performance HPC

  • Implementation and Evaluation of 3D Finite Element Method Application for CUDA Reviewed

    Satoshi Ohshima, Masae Hayashi, Takahiro Katagiri, Kengo Nakajima

    HIGH PERFORMANCE COMPUTING FOR COMPUTATIONAL SCIENCE - VECPAR 2012   7851   140 - 148   2013.1

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    This paper describes a fast implementation of a FEM application on a GPU. We implemented our own FEM application and succeeded in obtaining a performance improvement in two of our application components: Matrix Assembly and Sparse Matrix Solver. Moreover, we found that accelerating our Boundary Condition Setting component on the GPU and omitting CPU-GPU data transfer between Matrix Assembly and Sparse Matrix Solver slightly further reduces execution time. As a result, the execution time of the entire FEM application was shortened from 44.65 sec on only a CPU (Nehalem architecture, 4 cores, OpenMP) to 17.52 sec on a CPU with a GPU (TeslaC2050).

    DOI: 10.1007/978-3-642-38718-0_16

  • Control formats for unsymmetric and symmetric sparse matrix-vector multiplications on OpenMP implementations Reviewed

    Takahiro Katagiri, Takao Sakurai, Mitsuyoshi Igai, Satoshi Ohshima, Hisayasu Kuroda, Ken Naono, Kengo Nakajima

    Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)   7851   236 - 248   2013.1

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    In this paper, we propose "control formats" to obtain better thread performance of sparse matrix-vector multiplication (SpMV) for unsymmetric and symmetric matrices. By using the control formats, we established the following maximum speedups of SpMV in 16-thread execution on one node of the T2K Open Supercomputer: (1) 7.14x for an unsymmetric matrix by using the proposed Branchless Segmented Scan compared to the original Segmented Scan method
    (2) 12.7x for a symmetric matrix by using the proposed Zero-element Computation-free method compared to a simple SpMV implementation. © 2013 Springer-Verlag.

    DOI: 10.1007/978-3-642-38718-0_24

  • レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のためのアプリケーションと性能評価

    片桐孝洋, 大島聡史, 中島研吾, 米村崇, 熊洞宏樹, 樋口清隆, 橋本昌人, 高山恒一, 藤堂眞治, 岩田潤一, 内田和之, 佐藤正樹, 羽角博康, 黒木聖夫

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2012 ( 2 )   1 - 12   2012.12

     More details

    Language:Japanese  

    本報告では,レイテンシコアの高度化・高効率化による将来の HPCI システムに関する調査研究におけるターゲットアプリケーションの特徴について,演算パターンと通信パターンの観点からの分類法を提案する.東京大学情報基盤センターに設定された富士通 PRIMEHPC FX10 を用いたプロファイル結果を示し,同計算機でのハードウェア性能からの特徴について紹介する.

  • レイテンシコアの高度化・高効率化による将来のHPCIシステムに関する調査研究のためのアプリケーションと性能評価

    片桐孝洋, 大島聡史, 中島研吾, 米村崇, 熊洞宏樹, 樋口清隆, 橋本昌人, 高山恒一, 藤堂眞治, 岩田潤一, 内田和之, 佐藤正樹, 羽角博康, 黒木聖夫

    研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)   2012 ( 2 )   1 - 12   2012.12

     More details

    Language:Japanese  

    本報告では,レイテンシコアの高度化・高効率化による将来の HPCI システムに関する調査研究におけるターゲットアプリケーションの特徴について,演算パターンと通信パターンの観点からの分類法を提案する.東京大学情報基盤センターに設定された富士通 PRIMEHPC FX10 を用いたプロファイル結果を示し,同計算機でのハードウェア性能からの特徴について紹介する.

  • BiCGStab法の前処理付きアルゴリズムに対する改善

    伊藤祥司, 片桐孝洋, 櫻井隆雄, 猪貝光祥, 大島聡史, 黒田久泰, 直野健

    情報処理学会論文誌トランザクション(CD-ROM)   2012 ( 1 )   ROMBUNNO.KONPYUTINGUSHISUTEMU,VOL.5,NO.3,11-21   2012.10

     More details

    Language:Japanese  

    An Improvement in Preconditioned Algorithm of BiCGStab Method

  • 大規模超並列スーパーコンピューターシステムOakleaf‐FX(Fujitsu PRIMEHPC FX10)の性能評価

    大島聡史, 實本英之, 鴨志田良和, 片桐孝洋, 田浦健次朗, 中島研吾

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2012 ( 3 )   ROMBUNNO.HPC-135,NO.43   2012.10

     More details

    Language:Japanese  

    Performance Evaluation of Oakleaf‐FX (Fujitsu PRIMEHPC FX10) Supercomputer System

  • SSG-AT: An auto-tuning method of sparse matrix-vector multiplicataion for semi-structured grids-An adaptation to openfoam Reviewed

    Satoshi Ito, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri

    Proceedings - IEEE 6th International Symposium on Embedded Multicore SoCs, MCSoC 2012   191 - 197   2012.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    We are developing ppOpen-AT, which is an infrastructureof auto-tuning (AT) for ppOpen-HPC. ppOpen-HPC is numerical middleware for post Petascale era. In this study, we propose a new auto-tuning (AT) facility for semi-structured grids in OpenFOAM. We focus on sparse matrix-vector multiplication and the matrix storage formats. Using the features of input data and mesh connectivity, we propose a hybrid storage format that is suitable for semistructured grids. We evaluate the proposed AT facility on the T2K supercomputer and an Intel Xeon cluster. For a typical computational fluid dynamics scenario, we obtain speedup factors of 1.3 on the T2K and 1.84 on the Xeon cluster. These results indicate that the proposed AT method has the potential to select the optimal data format according to features of the input sparse matrix. © 2012 IEEE.

    DOI: 10.1109/MCSoC.2012.26

  • 収束障害(Fault Convergence):数値計算ソフトウェアにおける新しい安全性の概念

    片桐孝洋, 櫻井隆雄, 伊藤祥司, 猪貝光祥, 大島聡史, 黒田久泰, 直野健, 中島研吾

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2012 ( 2 )   ROMBUNNO.HPC-134,NO.9   2012.8

     More details

    Language:Japanese  

    Fault Convergence: A New Concept of Safety for Numerical Computation Software

  • ポストペタスケール環境のための自動チューニング基盤ppOpen‐ATの新機能について

    片桐孝洋, 伊東聰, 大島聡史

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2012   273 - 274   2012.8

     More details

    Language:Japanese  

    ポストペタスケール環境のための自動チューニング基盤ppOpen‐ATの新機能について

  • Xabclib:ソルバ・前処理自動選択機能を備えた疎行列ライブラリ

    櫻井隆雄, 片桐孝洋, 直野健, 黒田久泰, 中島研吾, 猪貝光祥, 大島聡史, 伊藤祥司

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2012   281 - 282   2012.8

     More details

    Language:Japanese  

    Xabclib:ソルバ・前処理自動選択機能を備えた疎行列ライブラリ

  • GPUを用いた疎行列ベクトル積計算の最適化

    大島聡史

    日本応用数理学会年会講演予稿集(CD-ROM)   2012   299 - 300   2012.8

     More details

    Language:Japanese  

    GPUを用いた疎行列ベクトル積計算の最適化

  • A Fully Run-time Auto-tuned Sparse Iterative Solver with OpenATLib Reviewed

    Ken Naono, Takao Sakurai, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Shoji Itoh, Kengo Nakajima, Mitsuyoshi Igai, Hisayasu Kuroda

    2012 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT AND ADVANCED SYSTEMS (ICIAS), VOLS 1-2   143 - 148   2012.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    We propose a general application programming interface called OpenATLib for auto-tuning (AT). OpenATLib is carefully designed to establish the reusability of AT functions for sparse iterative solvers. Using APIs of OpenATLib, we develop a fully auto-tuned sparse iterative solver called Xabclib. Xabclib has several novel runtime AT functions. We also develop a numerical computation policy that can optimize memory space and computational accuracy. Using the above functions and policies, we obtain the following important findings: (1) an average memory space is reduced to 1/45 under lower memory policies, and (2) fault convergence, which the conventional solvers judges to be converged but actually not converged in the sense of the before-preconditioned matrix, is avoided under higher accuracy policies. The results imply policy-based runtime AT plays significant role in sparse iterative matrix computations.

    DOI: 10.1109/ICIAS.2012.6306176

  • BiCGStab法の前処理付きアルゴリズムに対する改善

    伊藤 祥司, 片桐 孝洋, 櫻井 隆雄, 猪貝 光祥, 大島 聡史, 黒田 久泰, 直野 健

    情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS)   5 ( 3 )   11 - 21   2012.5

     More details

    Language:Japanese  

    An Improvement in Preconditioned Algorithm of BiCGStab Method
    前処理付きBiCGStab(PBiCGStab)法の改善アルゴリズムを提案する.前処理付きBiCG法にCGS法の導出手順を適用すると,CGS法の合理的な前処理付きアルゴリズムが構成される.この手法をPBiCGStab法へと拡張するにあたり,BiCGStab法に現れるMR演算に対し論理面からの新たな考察を行い,適用できることを示した.本提案アルゴリズムが従来のPBiCGStabよりも合理的であることと,数値実験により本提案の有効性を示す.An improved preconditioned BiCGStab algorithm (improved PBiCGStab) is proposed. Rational preconditioned algorithm of CGS has been constructed, by applying the derivation procedure of the CGS to the preconditioned BiCG. In order to extend this approach to the BiCGStab, minimum residual part of the BiCGStab must be considered logically. This proposed algorithm is also more rational than the conventional typical PBiCGStab mathematically. Numerical results show advantages of this improved PBiCGStab.

  • 収束障害(Fault Convergence):数値計算ソフトウェアにおける新しい安全性の概念

    片桐 孝洋, 櫻井 隆雄, 伊藤 祥司, 猪貝 光祥, 大島 聡史, 黒田 久泰, 直野 健, 中島 研吾

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2012 ( 9 )   1 - 8   2012.5

     More details

    Language:Japanese  

    Fault Convergence: A New Concept of Safety for Numerical Computation Software
    本論文では,数値計算ソフトウェアで多く用いられている数値反復解法において生じると考えられる収束障害 (Fault Convergence) の概念を提案する.数値計算分野で用いられている偽収束 (False Convergence) との違いを議論する.Laprie により定義されたディペンダブルコンピューティング実現のための 3 つの脅威―障害 (fault) ‐異常 (error) ‐故障 (failure) モデル-を用いて数値反復解法での収束問題を議論することにより,収束障害の一例を示す.In this paper, we propose a concept of "Fault Convergence" for numerical iteration methods, which are widely used methods in numerical software. With respect to the difference to the concept of "False" convergence on numerical computation field, we explain a situation that fault convergence occurs. By using the model proposed by Laprie with the 3 kinds of threats to dependable computing―the fault-error-failure model―, we discuss an example of fault convergence situation in convergence problem to numerical iterative methods.

  • ppOpen-HPCのための自動チューニング基盤ppOpen-ATの開発

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 伊東 聰

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   17   ROMBUNNO.E-7-6   2012.5

     More details

    Language:Japanese  

    Development of Auto-tuning Infrastructure ppOpen-AT for ppOpen-HPC

  • ppOpen-ATにおけるOpenFOAM高速化の取り組み

    伊東 聰, 大島 聡史, 片桐 孝洋

    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science   17   ROMBUNNO.E-7-7   2012.5

     More details

    Language:Japanese  

    Study of OpenFOAM tuning in ppOpen-AT

  • 大規模SMP並列スーパーコンピューター(HITACHI SR16000モデルM1)の性能評価

    大島聡史, 實本英之, 鴨志田良和, 片桐孝洋, 田浦健次朗, 中島研吾

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2011 ( 6 )   ROMBUNNO.HPC-133,NO.5   2012.4

     More details

    Language:Japanese  

    Performance Evaluation of HITACHI SR16000 model M1 Supercomputer System

  • 複数GPU向けのCUDAコードを生成するOpenMP処理系の提案

    長塚郁, 大島聡史, 平澤将一, 近藤正章, 本多弘樹

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2011 ( 6 )   ROMBUNNO.HPC-133,NO.12   2012.4

     More details

    Language:Japanese  

    複数GPU向けのCUDAコードを生成するOpenMP処理系の提案

  • 大規模SMP並列スーパーコンピューター(HITACHI SR16000モデルM1)の性能評価

    大島 聡史, 實本 英之, 鴨志田 良和, 片桐 孝洋, 田浦 健次朗, 中島 研吾

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2012 ( 5 )   1 - 10   2012.3

     More details

    Language:Japanese  

    Performance Evaluation of HITACHI SR16000 model M1 Supercomputer System
    本稿では東京大学情報基盤センターにおいて 2011 年 10 月に稼働を開始したスーパーコンピューターシステム HITACHI SR16000 モデル M1(愛称 Yayoi) の性能について報告する.本システムは計算ノードに Power7 プロセッサを搭載した最新のスーパーコンピューターシステムである.いくつかのベンチマークを用いて性能評価を行った結果,性能の特性や重要な実行時環境変数の設定などが明らかとなった.We report the performance of HITACHI SR16000 model M1 supercomputer system (named Yayoi) which has started in October 2011 at Information Technology Center, The University of Tokyo. This is a latest supercomputer system which mounts Power7 CPU on the computation node. We executed several benchmarks on the system and unveiled characteristic features of performance and imporant parameters.

  • 複数GPU向けのCUDAコードを生成するOpenMP処理系の提案

    長塚郁, 大島聡史, 平澤将一, 近藤正章, 本多弘樹

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2012 ( 12 )   1 - 8   2012.3

     More details

    Language:Japanese  

    著者らは OpenMP プログラムから CUDA プログラムへ変換する処理系,"OMPCUDA" の開発を行っている.本稿では,OMPCUDA における複数 GPU 向けの CUDA プログラムを生成するための機能の実装を述べ,生成された CUDA コードの評価結果について考察する.

  • BiCGStab法の前処理付きアルゴリズムに対する改善

    伊藤 祥司, 片桐 孝洋, 櫻井 隆雄, 猪貝 光祥, 大島 聡史, 黒田 久泰, 直野 健

    ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集   2012 ( 2012 )   117 - 126   2012.1

     More details

    Language:Japanese  

    An improvement in preconditioned algorithm of BiCGStab method

  • 並列スーパーコンピュータSR16000/M1の構成と性能

    大島聡史, 實本英之, 鴨志田良和, 片桐孝洋, 田浦健次朗, 中島研吾

    ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集   2012 ( 2012 )   84 - 84   2012.1

     More details

    Language:Japanese  

  • ヘテロ環境を目指した拡張階層型領域間分割に基づく高次フィルイン付き前処理手法の高速化

    林雅江, 大島聡史, 中島研吾

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2011 ( 2 )   ROMBUNNO.HPC-130,NO.5   2011.8

     More details

    Language:Japanese  

    Parallel ILU Preconditioner Based on Extended Hierarchical Interface Decomposition for Heterogeneous environments

  • 自動チューニングインターフェースOpenATLibにおける自動チューニング機能の評価

    櫻井隆雄, 片桐孝洋, 直野健, 黒田久泰, 中島研吾, 猪貝光祥, 大島聡史, 伊藤祥司

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2011 ( 2 )   ROMBUNNO.HPC-130,NO.43   2011.8

     More details

    Language:Japanese  

    Evaluation of Auto‐Tuning Function on OpenATLib

  • 三次元有限要素法アプリケーションにおける行列生成処理のCUDA向け実装

    大島聡史, 林雅江, 片桐孝洋, 中島研吾

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2011 ( 2 )   ROMBUNNO.HPC-130,NO.11   2011.8

     More details

    Language:Japanese  

    Implementation of Matrix Assembly in 3D Finite Element Method for CUDA

  • ヘテロ環境を目指した拡張階層型領域間分割に基づく高次フィルイン付き前処理手法の高速化

    林 雅江, 大島 聡史, 中島 研吾

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2011 ( 5 )   1 - 5   2011.7

     More details

    Language:Japanese  

    Parallel ILU Preconditioner Based on Extended Hierarchical Interface Decomposition for Heterogeneous environments
    拡張階層型領域間分割は,領域外からの高次フィルインを考慮可能とする並列化手法であり,分散データの局所性も高いことから,メニーコア環境での効率的な並列化手法として期待される.本研究では,物性値分布に不均質性をもつことから悪条件となる三次元静弾性問題に対し,拡張階層型領域間分割に基づく高次フィルイン前処理付き反復解法を適用する.本報告では,T2K(東大) を利用し,マルチコア環境における本並列実装プログラムの収束性および高次フィルイン付き前処理の並列性能についてマルチカラー法との比較に基づき評価する.Extended version of Hierarchical Interface Decomposition(HID) is developed as an effective parallelization method for Finite Element Method(FEM) on multi/many-core environments for its high locality of distributed mesh data. And thichker separators introduced in Extended HID allow us to take into account high level fill-ins in parallel ILU preconditioners. We implemented Extended HID to OpenMP parallel FEM base simulation of linear elasticity problem with heterogeneous property. The developed code has been tested on the T2K Open Super Computer(T2K/Tokyo) using 1 node, 16 cores to evaluate the robustness and the scalability of parallel ILU decomposition based on the comparison with MC ordering.

  • 自動チューニングインターフェースOpenATLibにおける自動チューニング機能の評価

    櫻井 隆雄, 片桐 孝洋, 直野 健, 黒田 久泰, 中島 研吾, 猪貝 光祥, 大島 聡史, 伊藤 祥司

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2011 ( 43 )   1 - 6   2011.7

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    Language:Japanese  

    Evaluation of Auto-Tuning Function on OpenATLib
    科学技術計算等で利用される行列計算ライブラリは高い演算性能が得られるパラメータの選択や入力に多大な手間が必要なため,それを自動的に設定する方式が求められている.そこで,筆者らは自動チューニングインターフェース OpenATlib を開発している.本稿では OpenATLib の提供する機能の 1 つであるリスタート周期自動チューニング機能について述べる.本機能では残差履歴を用いて最適なリスタート周期を自動的に選択する.T2K オープンスパコンを用いて 3 種の解法で本機能の効果を評価した結果,固定値と比較して最大で 38.5 倍の性能差があり,機能の有効性が確認できた.Matrix libraries have many parameters as inputs by the user. They include problem parameters what are difficult to set values and the approach of automatically setting them is needed. Then, we proposed Auto-tuning interface "OpenATLib." In this paper, we explain a runtime automatic tuning approach for deciding the size of projection matrix in Krylov subspace methods. This approach searches the best size of projection matrix with history of residual values at runtime.Performance evaluations of OpenATLib using 3 solvers on T2K Open Supercomputer indicates that the maximum speedup establishes 38.5x.

  • 三次元有限要素法アプリケーションにおける行列生成処理のCUDA向け実装

    大島 聡史, 林 雅江, 片桐 孝洋, 中島 研吾

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2011 ( 11 )   1 - 6   2011.7

     More details

    Language:Japanese  

    Implementation of Matrix Assembly in 3D Finite Element Method for CUDA
    本稿では三次元有限要素法 (FEM) アプリケーションにおける行列生成処理の CUDA 向け実装について述べる.GPU は高い演算性能・メモリ転送性能を持つため様々な科学技術計算アプリケーションに利用されており,FEM についても多くの研究がなされている.特に,FEM の実行時間の多くは疎行列ソルバーが占めるため,疎行列ソルバーを対象とした GPU 実装の研究が盛んである.本稿では,疎行列ソルバーに次いで実行時間を要する処理である行列生成処理を対象として,1GPU,2GPU および 2GPU と CPU を用いた実装と性能について報告する.We describe the implementation of matrix assembly process in 3D Finite Element Method (FEM) using CUDA. Because GPU has high calculation performance and memory transfer performance, GPU is now utilizing for several scientific applications include FEM. Especially, many researches aim at speeeding up of sparse matrix solver because sparse matrix solver has the largest time ratio of execution time of FEM. In this paper, we focus on matrix assembly process which has the second largest time ratio of FEM, and show the result of implementation and performance evaluation.

  • 前処理付きBiCGStab法の問題点に対する改良

    伊藤祥司, 片桐孝洋, 櫻井隆雄, 猪貝光祥, 大島聡史, 黒田久泰, 直野健, 中島研吾

    計算工学講演会論文集(CD-ROM)   16   ROMBUNNO.F-4-3   2011.5

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    Language:Japanese  

    前処理付きBiCGStab法の問題点に対する改良

  • HxABCLibScript : 非均質計算機向け自動チューニング記述言語拡張 (ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC) Vol.2011-HPC-129)

    片桐 孝洋, 大島 聡史, 平澤 将一, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告   2010 ( 6 )   1 - 8   2011.4

     More details

    Language:Japanese  

    HxABCLibScript : An Extension of an Auto-tuning Language for Heterogeneous Computing Environment
    本稿では,CPUおよびGPU(Graphics Processing Unit)を混載した非均質計算機において,任意のプログラムの一部分が,適する計算資源上で実行される最適化を実現する自動チューニング専用言語HxABCLibScriptを提案する.性能評価の結果,HxABCLibScript記述から自動生成されるコードは,問題サイズや反復回数に応じ,CPUとGPU間で適切に計算資源を切り替えることで最適化されることを確認した.In this paper, we propose HxABCLibScript, which is a dedicated language for auto-tuning description on heterogeneous computer environment, which includes CPU and GPU (Graphics Processing Unit), to adapt arbitrary parts of programs. Results of performance evaluation indicated that the automatically generated codes from the description of HxABCLibScript can select the best computer resources between CPU and GPU according to problem size or the number of iterations on the program.

  • 三次元有限要素法アプリケーションのCUDA向け実装と性能評価—Implementation and Evaluation of 3D Finite Element Method for CUDA

    大島 聡史, 林 雅江, 片桐 孝洋

    情報処理学会研究報告   2010年度 ( 6 )   1 - 6   2011.4

     More details

    Language:Japanese  

    Implementation and Evaluation of 3D Finite Element Method for CUDA

  • 三次元有限要素法アプリケーションのCUDA向け実装と性能評価

    大島 聡史, 林 雅江, 片桐 孝洋, 中島 研吾

    研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)   2011 ( 20 )   1 - 6   2011.3

     More details

    Language:Japanese  

    Implementation and Evaluation of 3D Finite Element Method for CUDA
    本稿では三次元弾性静力学を対象とした有限要素法(Finite Element Method, FEM)のGPU(CUDA)向け実装と性能評価について述べる.高い演算性能・メモリ転送性能を持つGPUは様々な科学技術計算アプリケーションに利用されており,FEMについても多くの研究がなされている.本稿では特に前処理付き共役勾配法(Conjugate Gradient Method, CG法)による疎行列ソルバーと係数行列生成部分に注目し,CUDA向けの実装と性能評価を行った結果を報告する.In this paper, we describe the implementation and evaluation of Finite Element Method(FEM) on GPU(CUDA). Because GPU has high calculation performance and memory transfer performance, GPU is now utilizing for several scientific applications include FEM. We show the result of implementation and performance evaluation especially about sparse matrix solver using Conjugate Gradient Method and matrix creation.

  • Segmented Scan法のCUDA向け最適化実装

    大島聡史, 櫻井隆雄, 片桐孝洋, 中島研吾, 黒田久泰, 直野健, 猪貝光祥, 伊藤祥司

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2010 ( 3 )   ROMBUNNO.HPC-126,NO.1   2010.10

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    Language:Japanese  

    Optimized Implementation of Segmented Scan Method for CUDA

  • ATのGPUへの展開

    大島聡史

    日本応用数理学会年会講演予稿集   2010   297 - 298   2010.9

     More details

    Language:Japanese  

    ATのGPUへの展開

  • GPUコンピューティング向け中間言語の研究

    平澤 将一, 大島 聡史, 本多 弘樹

    情報処理学会論文誌プログラミング(PRO)   3 ( 4 )   66 - 66   2010.9

     More details

    Language:Japanese  

    Research on Intermediate Language for GPU Computing
    In this presentation, we will discuss a intermediate language suitable for GPU computing. GPUs as data parallel processors have very high execution peak performance for general purpose computation. GPUs attract attention as accelerators in HPC (High Performance Computing). Accelerators usually have parallel execution models like SIMD and SPDM, independent memory, and high-speed on-chip scratchpad memory. Intermediate languages used in CPU compilers cannot fully describe these features. Users are using different programming environments for each accelerators and tuning source codes toward the peak performance. We evaluate the execution performance of a native compiling environment based on Java Bytecode and discuess the intermediate language which is suitable to describe the accelerator features.

  • Segmented Scan 法のCUDA向け最適化実装

    大島 聡史, 櫻井 隆雄, 片桐 孝洋, 中島 研吾, 黒田 久泰, 直野 健, 猪貝 光祥, 伊藤 祥司

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   126 ( 1 )   A1 - A7   2010.8

     More details

    Language:Japanese  

    Optimized Implementation of Segmented Scan Method for CUDA
    本稿では Segmented Scan 法を用いた疎行列ベクトル積の CUDA 向け最適化実装について述べる.我々は実装の再利用性に着目した自動チューニングインターフェース OpenATLib の提案を行い,また OpenATLib の提供する機能の一つである疎行列ベクトル積においては Segmented Scan 方式を元にスカラ計算機向けに改良を行った Branchless Segmented Scan 方式を提案している.本稿ではこれらの方式を元にして CUDA 向けの新たな Segmented Scan 方式を考案し実装した.GPU 上で高速実行可能なようにアルゴリズムの改良や各種の最適化を行った結果,偏りの大きな行列に対して NVIDIA GeForceGTX285 上で最大で 3.26GFLOPS の性能を達成した.We discuss about optimized implementation of sparse matrix vector multiplication for CUDA using Segmented Scan method. We proposed Auto-tuning interface OpenATLib and we also proposed Branchless Segmented Scan method besed on Segmented Scan method for scalar computer as an important new feature of sparse matrix vector multiplication. In this paper, we proposed and implemented new Segmented Scan method for CUDA based on Segmented Scan method and Branchless Segmented Scan method. As a result of optimized implementation, we aimed 3.26GFLOPS on NVIDIA GeForceGTX285.

  • GPU向けソフトウェアキャッシュ機構の実装と評価

    平澤将一, 下田和明, 下田和明, 大島聡史, 本多弘樹

    情報処理学会研究報告(CD-ROM)   2009 ( 4 )   ROMBUNNO.ARC-186,9   2009.12

     More details

    Language:Japanese  

    A Software Cache Implementation for GPU

  • GPU向けソフトウェアキャッシュ機構の実装と評価

    平澤 将一, 下田 和明, 大島 聡史, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告. 計算機アーキテクチャ研究会報告   186   I1 - I10   2009.11

     More details

    Language:Japanese  

    A Software Cache Implementation for GPU
    高性能コンピューティングにおいて GPU が注目されている.NVIDIA 製 GPU は CUDA において高性能なシェアードメモリを有効に用いるプログラミング技術により各種アプリケーションで非常に高いピーク性能が得られている一方,プログラミングの容易さ,汎用性に問題を残している.本研究においては CUDA においてユーザが明示的に使用するシェアードメモリの一部をデバイスメモリのキャッシュとするソフトウェアキャッシュ機構を提案する.本機構によりデバイスメモリからシェアードメモリへ暗黙的にデータ転送が行われ汎用計算の高速化が達成される.In HPC, GPU attracts attention. Although programming difficulty still remains, very high peak performance can be achieved using NVIDIA GPUs. In this research, we propose a software cache mechanism which caches the device memory of CUDA with the shared memory. User data can be transfered implicitly with the software cache and performance improvement of general-purpose computation benchmark programs can be achieved.

  • GPU向けソフトウェアキャッシュ機構の実装と評価

    平澤 将一, 下田 和明, 大島 聡史, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   123 ( 9 )   I1 - I10   2009.11

     More details

    Language:Japanese  

    A Software Cache Implementation for GPU
    高性能コンピューティングにおいて GPU が注目されている.NVIDIA 製 GPU は CUDA において高性能なシェアードメモリを有効に用いるプログラミング技術により各種アプリケーションで非常に高いピーク性能が得られている一方,プログラミングの容易さ,汎用性に問題を残している.本研究においては CUDA においてユーザが明示的に使用するシェアードメモリの一部をデバイスメモリのキャッシュとするソフトウェアキャッシュ機構を提案する.本機構によりデバイスメモリからシェアードメモリへ暗黙的にデータ転送が行われ汎用計算の高速化が達成される.In HPC, GPU attracts attention. Although programming difficulty still remains, very high peak performance can be achieved using NVIDIA GPUs. In this research, we propose a software cache mechanism which caches the device memory of CUDA with the shared memory. User data can be transfered implicitly with the software cache and performance improvement of general-purpose computation benchmark programs can be achieved.

  • OMPCUDA:GPU向けOpenMP処理系

    大島聡史, 平澤将一, 本多弘樹

    情報処理学会シンポジウム論文集   2009 ( 2 )   42   2009.1

     More details

    Language:Japanese  

    OMPCUDA:GPU向けOpenMP処理系

  • OMPCUDA:GPU向けOpenMPの実装

    大島聡史, 平澤将一, 本多弘樹

    情報処理学会シンポジウム論文集   2009 ( 2 )   131 - 138   2009.1

     More details

    Language:Japanese  

    OMPCUDA:GPU向けOpenMPの実装

  • OMPCUDA : GPU向け OpenMP の実装

    大島 聡史, 平澤 将一, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   118 ( 125(HPC-118) )   121 - 126   2008.12

     More details

    Language:Japanese  

    OMPCUDA : Implementation of OpenMP for GPU
    General-purpose computation using GPU (GPGPU) has been a focus of attention because of its performance, but the difficulity of GPGPU programming is a problem. So we have proposed GPGPU programming style using existing parallel programming style. In this paper, we implemented OMPCUDA OpenMP for CUDA-capable GPU, for explore a possibilities of GPGPU using OpenMP. Then, we evaluated out implimentation using test program. As a result, we confirmed that OMPCUDA make GPGPU parallel programming easy and can get speed-up.

  • メッセージ通信型GPGPUプログラミング(プログラミング環境,「ハイパフォーマンスコンピューティングとアーキテクチャの評価」に関する北海道ワークショップ(HOKKE-2008))

    大島 聡史, 平澤 将一, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2008 ( 19 )   109 - 114   2008.3

     More details

    Language:Japanese  

    Message Passing GPGPU Programming
    As GPU&#039;s performance increases, general-purpose computation using GPU (GPGPU) is watched with keen interest more and more. GPGPU is expected to overtake CPU&#039;s performance by its parallel processing tendency, but, programming for GPGPU is not easy because of its special programming style. In this paper, we propose GPGPU programming style using existing parallel programming style. We take up several existing parallel programming styles such as message passing, and examined how they can be applied to GPGPU programming.

  • メッセージ通信型GPGPUプログラミング

    大島 聡史, 平澤 将一, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告. ARC,計算機アーキテクチャ研究会報告   177 ( 19(ARC-177 HPC-114) )   109 - 114   2008.3

     More details

    Language:Japanese  

    Message Passing GPGPU Programming
    As GPU&#039;s performance increases, general-purpose computation using GPU (GPGPU) is watched with keen interest more and more. GPGPU is expected to overtake CPU&#039;s performance by its parallel processing tendency, but, programming for GPGPU is not easy because of its special programming style. In this paper, we propose GPGPU programming style using existing parallel programming style. We take up several existing parallel programming styles such as message passing, and examined how they can be applied to GPGPU programming.

  • 既存の並列化手法を用いたGPGPUプログラミング

    大島 聡史, 平澤 将一, 本多 弘樹

    第49回プログラミング・シンポジウム予稿集   49th ( 2008 )   81 - 88   2008.1

     More details

    Language:Japanese  

    GPGPU Programming Using Existing Parallelizing Method

  • 既存の並列化手法を用いたGPGPUプログラミングの提案

    大島 聡史, 平澤 将一, 本多 弘樹

    情報処理学会研究報告. ARC,計算機アーキテクチャ研究会報告   175 ( 115(ARC-175) )   7 - 10   2007.11

     More details

    Language:Japanese  

    Proposal of GPGPU Programming Using Existing Parallelizing Method
    GPGPU utilizing GPU&#039;s performance for general-purpose computation is attracting much attention. GPGPU is expected to effect higher performance than CPU. However, creating GPGPU programming is not easy because programming methods peculiar to GPGPU programming are needed. In this paper, we propose to use existing parallellizing method as one of a new method making GPGPU programming easier. Also we consider writing programs running on GPUs with OpenMP and MPI based on the new GPGPU programming language of CUDA.

  • ソフトウェア DSM Mocha とMPIの並列ベンチマークを用いた性能評価

    今村 昌之, 鈴木 祥, 坂口 朋也, 大島 聡史, 片桐 孝洋, 吉瀬 謙二, 弓場 敏嗣

    情報処理学会研究報告. ARC,計算機アーキテクチャ研究会報告   172 ( 17(ARC-172 HPC-109) )   103 - 108   2007.3

     More details

    Language:Japanese  

    A Performance Comparison of Software-DSM Mocha and MPI Using Parallel Benchmarks
    Software distributed shared memory (S-DSM) system is more friendly and easier to do programming compared with message pcissing interface. In this paper, we compared the performance of Mocha which is one of S-DSM systems, and MPICH which is a widely-used parallel programming library with message passing interface. Four applications (MM, SOR, IS, LU) were used for the parallel benchmarks. To measure S-DSM system overhead, the exe- cution time of interrupt handlers was measured. The result shows that the followings should be performed to archive high performance in the S-DSM system compared with MPI: 1. Introdaction of a pre-fetching for shared data before a page fault; 2. Improvement of acquiring lock performance; 3. Improvement of barrier synchronization performance.

  • ソフトウェアDSM MochaとMPIの並列ベンチマークを用いた性能評価(クラスタ,「ハイパフォーマンスコンピューティングとアーキテクチャの評価」に関する北海道ワークショップ(HOKKE-2007))

    今村 昌之, 鈴木 祥, 坂口 朋也, 大島 聡史, 片桐 孝洋, 吉瀬 謙二, 弓場 敏嗣

    情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング]   2007 ( 17 )   103 - 108   2007.3

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    Language:Japanese  

    A Performance Comparison of Software-DSM Mocha and MPI Using Parallel Benchmarks
    Software distributed shared memory (S-DSM) system is more friendly and easier to do programming compared with message pcissing interface. In this paper, we compared the performance of Mocha which is one of S-DSM systems, and MPICH which is a widely-used parallel programming library with message passing interface. Four applications (MM, SOR, IS, LU) were used for the parallel benchmarks. To measure S-DSM system overhead, the exe- cution time of interrupt handlers was measured. The result shows that the followings should be performed to archive high performance in the S-DSM system compared with MPI: 1. Introdaction of a pre-fetching for shared data before a page fault; 2. Improvement of acquiring lock performance; 3. Improvement of barrier synchronization performance.

  • CPUとGPUを用いた基本行列計算ライブラリ

    大島聡史, 片桐孝洋, 弓場敏嗣, 平澤将一, 本多弘樹

    情報処理学会シンポジウム論文集   2007 ( 1 )   66   2007.1

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    Language:Japanese  

    CPUとGPUを用いた基本行列計算ライブラリ

  • Parallel processing of matrix multiplication in a CPU and GPU heterogeneous environment Reviewed

    Satoshi Ohshima, Kenji Kise, Takahiro Katagiri, Toshitsugu Yuba

    HIGH PERFORMANCE COMPUTING FOR COMPUTATIONAL SCIENCE - VECPAR 2006   4395   305 - 318   2007.1

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    Language:English   Publishing type:Research paper (other academic)  

    GPUs for numerical computations are becoming an attractive alternative in research. In this paper, we propose a new parallel processing environment for matrix multiplications by using both CPUs and GPUs. The execution time of matrix multiplications can be decreased to 40.1&#37; by our method, compared with using the fastest of either CPU only case or GPU only case. Our method performs well when matrix sizes are large.

  • CPUとGPUを用いた並列GEMM演算の提案と実装

    大島 聡史, 吉瀬 謙二, 片桐 孝洋, 弓場 敏嗣

    情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS)   47 ( 12 )   317 - 328   2006.9

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    Language:Japanese  

    Proposal and Implementation of Parallel GEMM Routine Using CPU and GPU
    GPUs for numerical computations are becoming an attractive research topics. We have proposed a new computation method of GPU, which utilizes parallel processing based on CPU and GPU. In this paper, we apply this method to existing numerical computation library. We examine a performance tuning method and execute performance experiments using a benchmark program. We also apply the method to the GEMM routine of BLAS and execute the HPL benchmark. As a result, the performance can be improved to 1.45 times by our method, compared with a CPU only environment using Pentium4 3.0GHz. There is a precision problem depending on GPU&#039;s arithmatic precision, but we show such a potentiality that our method can be applied to various applications.

  • MPIとの比較によるソフトウェアDSMの性能評価

    今村 昌之, 鈴木 祥, 坂口 朋也, 大島 聡史, 片桐 孝洋, 吉瀬 謙二, 弓場 敏嗣

    情報処理学会研究報告. ARC,計算機アーキテクチャ研究会報告   169 ( 88 )   157 - 162   2006.8

     More details

    Language:Japanese  

    A Performance Comparison of Parallel Applications between Software-DSM and MPI
    Software distributed shared memory (S-DSM) system achieves a virtual shared memory on distributed memory environment such as PC cluster without special hardware supports. S-DSM system is more friendly and easier to do programming compared with message passing interface. In this paper, we compare the performance of Mocha which is one of S-DSM systems, and MPICH which is a popular parallel programming library with message passing interface. Three applications (MM, SOR, LU) are used for our benchmarks. The results show the application in MPI that can be tuned for communication is better performance than one on S-DSM, but the one in MPI that can not be tuned is equal performance to one on S-DSM.

  • 相乗り通信を利用したソフトウェアDSMの通信回数削減手法

    坂口 朋也, 今村 昌之, 鈴木 祥, 大島 聡史, 片桐 孝洋, 吉瀬 謙二, 弓場 敏嗣

    情報処理学会研究報告. ARC,計算機アーキテクチャ研究会報告   169 ( 88 )   151 - 156   2006.8

     More details

    Language:Japanese  

    Ainori Communication : A Method to Reduce the Page Transfer of S-DSM Systems
    We discuss the method to speed up the software distributed shared memory (S-DSM) systems. By predicting a page which will be needed to be transferred in the future and prefetching it, we can speed up the S-DSM systems. In this paper, we propose a method to transfer the predicted pages together with a message used in S-DSM systems. We will call this method Ainori communication. We evaluate our implementation using four S-DSM benchmarks and show that it can decrease the number of communication and improve the performance.

  • MPIとの比較によるソフトウェアDSMの性能評価

    今村昌之, 鈴木祥, 坂口朋也, 大島聡史, 片桐孝洋, 吉瀬謙二, 弓場敏嗣

    情報処理学会研究報告   2006 ( 88(ARC-169) )   157 - 162   2006.7

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    Language:Japanese  

    A Performance Comparison of Parallel Applications between Software‐DSM and MPI

  • 相乗り通信を利用したソフトウェアDSMの通信回数削減手法

    坂口朋也, 今村昌之, 鈴木祥, 大島聡史, 片桐孝洋, 吉瀬謙二, 弓場敏嗣

    情報処理学会研究報告   2006 ( 88(ARC-169) )   151 - 156   2006.7

     More details

    Language:Japanese  

    Ainori Communication: A Method to Reduce the Page Transfer of S‐DSM Systems
    We discuss the method to speed up the software distributed shared memory (S-DSM) systems. By predicting a page which will be needed to be transferred in the future and prefetching it, we can speed up the S-DSM systems. In this paper, we propose a method to transfer the predicted pages together with a message used in S-DSM systems. We will call this method Ainori communication. We evaluate our implementation using four S-DSM benchmarks and show that it can decrease the number of communication and improve the performance.

  • CPUとGPUを用いた並列GEMM演算の提案と実装

    大島聡史, 吉瀬謙二, 片桐孝洋, 弓場敏嗣

    情報処理学会シンポジウム論文集   2006 ( 5 )   41 - 50   2006.5

     More details

    Language:Japanese  

    Proposal and Implementation of Parallel GEMM Routine Using CPU and GPU

  • CPUとGPUを複数用いた並列数値計算環境の検討

    大島聡史, 吉瀬謙二, 片桐孝洋, 本多弘樹, 弓場敏嗣

    情報処理学会シンポジウム論文集   2006 ( 5 )   252 - 253   2006.5

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    Language:Japanese  

    CPUとGPUを複数用いた並列数値計算環境の検討

  • CPUとGPUの並列処理による行列積和演算方式の提案 (2005年並列/分散/協調処理に関する『武雄』サマー・ワークショップ(SWoPP武雄2005)--研究会・連続同時開催)

    大島 聡史, 吉瀬 謙二, 片桐 孝洋, 弓場 敏嗣

    情報処理学会研究報告   2005 ( 80 )   139 - 144   2005.8

     More details

    Language:Japanese  

    Proposal of Matrix Multiply and Add Method by Parallel Processing Using CPU and GPU
    A research that uses GPU for numerical calculation is becoming active. In this paper, we do not only solve numerical problem using GPU but also propose a method that divide a problem and calculate it using CPU and GPU. Measure a execution time of matrix multiply and add, and because of parallel processing the performance was improved of 38.1&#37; than the case solved only with CPU. Moreover, we exmine a method for a best problem distribution using each FLOPS of CPU and GPU obtained by a preliminary experiment. As a result, we could obtain values by prediction nearby experimental values.

  • GPUによるBLAS演算の性能評価

    大島聡史, 吉瀬謙二, 片桐孝洋, 弓場敏嗣

    情報処理学会シンポジウム論文集   2005 ( 5 )   247 - 248   2005.5

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    Language:Japanese  

    GPUによるBLAS演算の性能評価

  • GPUによる高速な行列積の実装

    大島 聡史, 吉瀬 謙二, 片桐 孝洋, 弓場 敏嗣

    第67回全国大会講演論文集   2005 ( 1 )   159 - 160   2005.3

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    Language:Japanese  

    GPUによる高速な行列積の実装

  • 命令レベル並列性を利用したOpenMPによるプロセッサシミュレータの並列実行

    大島 聡史, 檜田 敏克, 吉瀬 謙二, 片桐 孝洋, 本多 弘樹, 弓場 敏嗣

    第66回全国大会講演論文集   2004 ( 1 )   121 - 122   2004.3

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    Language:Japanese  

    命令レベル並列性を利用したOpenMPによるプロセッサシミュレータの並列実行

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Books

  • 演習で学ぶ数値計算 : C&Fortran

    片桐, 孝洋, 大島, 聡史

    共立出版  2022.3 

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    Responsible for pages:総ページ数:viii, 212p   Language:Japanese  

Presentations

  • Considering multi process calculations on current GPU Invited International conference

    Satoshi Ohshima

    ATAT in HPSC 2024  2024.3 

     More details

    Event date: 2024.3

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:National Center for High-Performance Computing in Hsinchu Science Park   Country:Taiwan, Province of China  

  • 九大新スパコン玄界による限界のないコンピューティングへの挑戦 Invited

    大島聡史

    Supercomputing JAPAN 2024  2024.3 

     More details

    Event date: 2024.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:タワーホール船堀   Country:Japan  

  • 一万計算コア超時代のGPUに向けたプログラム最適化と自動チューニングを考える

    大島聡史

    第15回 自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム(ATTA2023)  2023.12 

     More details

    Event date: 2023.12

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:工学院大学新宿キャンパス アーバンテックホール   Country:Japan  

  • QR Factorization of Block Low-rank Matrices on Multiple-/Multi-Instance GPUs Invited International conference

    Satoshi Ohshima

    ATAT in HPSC 2023  2023.3 

     More details

    Event date: 2023.3

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:NCU Center for Mathematics and Theoretical Physics   Country:Taiwan, Province of China  

  • BLR-QR on GPU:マルチインスタンスGPUを用いた多数の小密行列計算の高速化

    大島聡史, 伊田明弘, 横田理央, 山崎市太郎

    第14回 自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム(ATTA2022)  2022.12 

     More details

    Event date: 2022.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • QR Factorization of Block Low-Rank Matrices on Multi-Instance GPU International conference

    @Satoshi Ohshima, Akihiro Ida, Rio Yokota, Ichitaro Yamazaki

    The 23rd International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT' 22)  2022.12 

     More details

    Event date: 2022.12

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Country:Japan  

  • 大規模分散医用画像処理アプリケーションの実用化に向けた研究

    大島聡史

    JHPCN: 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第14回 シンポジウム  2022.7 

     More details

    Event date: 2022.7

    Language:Others  

    Country:Other  

  • 大規模分散医用画像処理に向けた医用画像処理アプリケーションの最適化

    大島聡史

    JHPCN: 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第14回 シンポジウム  2022.7 

     More details

    Event date: 2022.7

    Language:Others  

    Country:Other  

  • スーパーコンピュータ「不老」の"クラウド的な"利用の状況について

    大島聡史

    PCクラスタワークショップin 神戸2022「クラウドとHPC」  2022.5 

     More details

    Event date: 2022.5

    Language:Others  

    Country:Other  

  • Effectiveness of Low-/Mixed-Precision Computation on Parareal Method International conference

    Satoshi Ohshima

    ATAT in HPSC 2021 (2021 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing)  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • RTコアによるハードウェアレイトレーシングの性能評価

    枦木慎也, 大島聡史, 片桐孝洋, 永井亨

    情報処理学会 第83回全国大会  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • 高精度行列-行列積における疎行列演算実装選択の自動チューニングの検討

    青木将太, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    情報処理学会 第83回全国大会  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • 量子アニーリングマシンにおける組み合わせ最適化問題の適用可能性の調査

    大山基樹, 森下誠, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    情報処理学会 第83回全国大会  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(2)

    藤家空太郎, 多部田敏樹, 藤井昭宏, 田中輝雄, 加藤由花, 大島聡史, 片桐孝洋

    情報処理学会 第83回全国大会  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(1)

    多部田敏樹, 藤家空太郎, 藤井昭宏, 田中輝雄, 加藤由花, 大島聡史, 片桐孝洋

    情報処理学会 第83回全国大会  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • Adaptation of A64 Scalable Vector Extension for Spiral

    Naruya Kitai, Daisuke Takahasi, Franz Franchetti, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima, Toru Nagai

    情報処理学会 研究報告(HPC-178)  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:English  

    Country:Other  

  • GPUクラスタを用いて並列化した自動チューニングの機械学習プログラムへの適用と安定性の検証

    藤家空太郎, 多部田敏樹, 藤井昭宏, 田中輝雄, 加藤由花, 大島聡史, 片桐孝洋

    情報処理学会 研究報告(HPC-178)  2021.3 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Others  

    Country:Other  

  • ジャイロ運動論シミュレーションにおける位相空間上の分布関数構造の可視化および自動類似度判定システムの開発に向けて

    北澤修太, 沼波政倫, 大谷寛明, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    先進的描画技術を用いた可視化情報の研究会(VR2020)  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • ジャイロ運動論シミュレーションにおける位相空間上の分布関数構造の可視化と類似度判定

    北澤修太, 沼波政倫, 大谷寛明, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    閉じ込め・輸送研究会2020  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • スーパーコンピュータ「不老」のシステム構成と性能

    大島聡史, 永井亨, 片桐孝洋

    大学ICT推進協議会 2020年度 年次大会  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • スーパーコンピュータ「不老」における光ディスクライブラリを用いたコールドストレージシステムの構築

    高橋一郎, 大島聡史, 片桐孝洋

    大学ICT推進協議会 2020年度 年次大会  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • スーパーコンピュータ「不老」のサービスとエコシステム

    田島嘉則, 山田一成, 高橋一郎, 毛利晃大, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨

    大学ICT推進協議会 2020年度 年次大会  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • Large-scale numerical simulation of fluid-rigid body interactions simulation based on a stabilized ISPH method with Chebyshev basis CG solver International conference

    Bowen Liu, Masao Ogino, Mitsuteru Asai, Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima

    COMPSAFE 2020  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • LNGタンク内の異密度LNGの混合流動解析

    田村守淑, 今野雅, 大島聡史

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • スーパーコンピュータ「不老」におけるOpenFOAMの性能評価

    大島聡史, 今野雅

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • カスタムキャビテーションモデルを用いたNACA0015水中翼周りの数値解析

    池田拓士, 秋山善克, 今野雅, 大島聡史

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • OpenFOAMへのカスタムキャビテーションモデルの実装

    秋山善克, 池田拓士, 今野雅, 大島聡史

    オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム2020  2020.12 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Others  

    Country:Other  

  • 「不老」の特徴的な機能とベンチマーク結果の紹介

    大島聡史

    第1回 スーパーコンピュータ「不老」 ユーザ会  2020.8 

     More details

    Event date: 2020.8

    Language:Others  

    Country:Other  

  • ユーザプログラム利用状況の紹介

    大島聡史

    第1回 スーパーコンピュータ「不老」 ユーザ会  2020.8 

     More details

    Event date: 2020.8

    Language:Others  

    Country:Other  

  • Performance evaluation of the MODYLAS application on modern multi-core and many-core environments International conference

    Satoshi Ohshima, Soichiro Suzuki, Tatsuya Sakashita, Masao Ogino, Takahiro Katagiri, Yoshimichi Andoh

    The Fourteenth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2019, IPDPS2019 Workshop)  2019.5 

     More details

    Event date: 2019.5

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Hilton Copacabana, Rio de Janeiro, Brazil   Country:Brazil  

  • Trying to accelerate many small BLAS calculations on GPU International conference

    Satoshi Ohshima

    ATAT in HPSC (2019 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing)  2019.2 

     More details

    Event date: 2019.2

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:National Sun Yat-sen University, Kaohsiung, Taiwan   Country:Taiwan, Province of China  

  • 階層型行列計算におけるソフトウェア自動チューニング

    大島聡史, 山崎市太郎, 伊田明弘, 横田理央

    第23回計算工学講演会  2018.6 

     More details

    Event date: 2018.6

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:ウインクあいち   Country:Japan  

  • Performance of Hierarchical-matrix BiCGStab Solver on GPU Clusters

    Ichitaro Yamazaki, Ahmad Abdelfattah, Akihiro Ida, Satoshi Ohshima, Stanimire Tomov, Rio Yokota, Jack Dongarra

    32nd IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS 2018  2018.8 

     More details

    Event date: 2018.5

    Language:English  

    Venue:Vancouver   Country:Canada  

    HACApK is a software package for solving dense linear systems of equations and is used in other software packages, like ppohBEM for solving boundary integral equations. To enable the solution of large-scale boundary value problems, HACApK hierarchically compresses the coefficient matrix and uses the BiConjugate Gradient Stabilized (BiCGStab) method for solving the linear system. To extend HACApK's capability, this paper outlines how we ported the HACApK linear solver onto GPU clusters. Though the potential of GPUS has been widely accepted in high-performance computing, it is still a challenge to utilize the GPUS for a solver, like HACApK, that requires fine-grained irregular computation and global communication. To utilize the GPUS, we integrated the variable-size batched GPU kernel that was recently released in the MAGMA software package. This is the first time the variable-size batched kernels were used in a solver or application code. We discuss several techniques to improve the performance of the batched kernel and demonstrate the effects of these techniques on two state-of-The-Art GPU clusters. For instance, with two 14-core Intel Xeon CPUs and four NVIDIA P100 GPUS per node, the GPU kernel obtained a solver speedup of 8× on one node and 4× on eight nodes. We also show that when the inter-GPU communication becomes significant, the solution time can be further reduced by a factor of 2× by carefully designing the communication layer with the underlying node architecture in mind.

  • Optimization of Hierarchical matrix computation on GPU International conference

    Satoshi Ohshima, @Ichitaro Yamazaki, @Akihiro Ida, @Rio Yokota

    SC-Asia 2018  2018.3 

     More details

    Event date: 2018.3

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Resorts World Convention Centre Sentosa   Country:Singapore  

  • スーパーコンピュータシステムITOの性能評価

    大島聡史、南里豪志、渡部善隆、天野浩文、小野謙二

    情報処理学会 第162回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会  2017.12 

     More details

    Event date: 2017.12

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:くまもと県民交流館パレア   Country:Japan  

  • 非ブロッキング集団通信の通信隠蔽効果に関する調査

    南里豪志、大島聡史、小野謙二

    情報処理学会 第162回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会  2017.12 

     More details

    Event date: 2017.12

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:くまもと県民交流館パレア   Country:Japan  

  • 通信削減CG法の性能評価@OFP

    大島聡史

    ATマイクロワークショップ@鳥羽  2017.10 

     More details

    Event date: 2017.10

    Language:Japanese   Presentation type:Symposium, workshop panel (public)  

    Venue:鳥羽シーサイドホテル   Country:Japan  

  • Auto-tuning of directives: tuning directives of OpenMP and OpenACC International conference

    Satoshi Ohshima

    Second International Workshop on Deepening Performance Models for Automatic Tuning (DPMAT)  2017.8 

     More details

    Event date: 2017.8

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Nagoya University   Country:Japan  

  • GPUクラスタ上における階層型行列計算の最適化

    大島聡史, @山崎市太郎, @伊田明弘, @横田理央

    情報処理学会 第160回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会  2017.7 

     More details

    Event date: 2017.7

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:秋田アトリオンビル   Country:Japan  

  • KNLを用いたFDMコードの自動チューニングとGPU適用の最新動向

    @片桐孝洋,大島聡史,@松本正晴

    2017年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2017)  2017.6 

     More details

    Event date: 2017.6

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:神戸大学先端融合研究環統合研究拠点 コンベンションホール   Country:Japan  

  • Auto-tuning on NUMA and Many-core Environments with an FDM code International conference

    @Takahiro Katagiri, Satoshi Ohshima @Masaharu Matsumoto

    The Twelfth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2017) (In Conjunction with the IEEE IPDPS2017)  2017.6 

     More details

    Event date: 2017.5 - 2017.6

    Language:English   Presentation type:Symposium, workshop panel (public)  

    Venue:Buena Vista Palace Hotel   Country:United States  

  • Auto-Tuning of Hierarchical Computations with ppOpen-AT

    Takahiro Katagiri, Masaharu Matsumoto, Satoshi Ohshima

    SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP16), MS55 Auto-Tuning for the Post Moore's Era - Part I of II  2016.4 

     More details

    Event date: 2016.4

    Language:English  

    Country:Other  

    Auto-Tuning of Hierarchical Computations with ppOpen-AT

  • パネルディスカッション「スーパーコンピュータの産業利用と今後の産学共創のあり方」(パネリスト)

    大島聡史

    Cyber HPC Symposium 2021 

     More details

    Language:Others  

    Country:Other  

  • GPUが支えるDX 変革の今、この先を考える- GPUスパコンとOpenACC ー(パネリスト)

    大島聡史

    GPU Computing Workshop 2020 

     More details

    Language:Others  

    Country:Other  

  • SIAM AN10(Conference Reports)

    片桐 孝洋, 大島 聡史

    応用数理  2010.12 

     More details

    Language:Japanese  

    Country:Japan  

    SIAM AN10(Conference Reports)

  • 未踏ユースから育ったタレントたち【PART 1 若い未踏クリエータからのメッセージ】:13.発掘し,育成し,つなぐ場所

    大島 聡史

    情報処理  2011.11 

     More details

    Language:Japanese  

    Country:Japan  

    IT Talents Who Sprang Out of the Mitoh-Youth : Field for Exploration, Growing, and Connection

  • 高精度行列-行列積アルゴリズムにおけるbatched BLASの適用

    石黒 史也, 片桐 孝洋, 大島 聡史, 永井 亨, 荻野 正雄

    第80回全国大会講演論文集  2018.3 

     More details

    Language:Japanese  

    Country:Other  

    行列-行列積に代表される基本線形計算を集約したライブラリBLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) は、多くの数値計算で必須の処理である。しかし、従来の数値計算ライブラリは、演算速度の向上は考慮しているが演算精度の向上に関する考慮が不十分である。一方、尾崎が提案した高精度行列-行列演算アルゴリズム(以降、尾崎の方法)は、利用している浮動小数点演算型の精度限界まで高精度演算ができる。本研究では尾崎の方法の実装に対して、複数の小さな行列-行列積を高速に行うことができるBatched BLASを適用した実装方式を提案する。性能評価では、Batched BLASの有効性を検証し、CPU環境だけでなくGPU環境についても提案する実装方式の有効性を検証する。

  • 3.基礎物理シミュレーション研究と可視化技術の進展 3.2 可視化技術

    大谷寛明, 大谷寛明, 石黒静児, 石黒静児, 宮澤順一, 宮澤順一, 大野暢亮, 陰山聡, 三浦英昭, 森高外征雄, 森高外征雄, 田村祐一, 北澤修太, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨, 沼波政倫, 沼波政倫, 名倉成輝, 川原慎太郎, HU Kunqi, 小山田耕二, 後藤拓也, 嘉無木昇, 高丸尚教, PETROSKY Tomio, 田中智

    プラズマ・核融合学会誌  2020.10 

     More details

    Language:Others  

    Country:Japan  

    3. Progress in Simulation Study of Fundamental Physics and Visualization Technology: 3.2: Visualization Technology

  • 可視化技術—Visualization Technology—プロジェクトレビュー 核融合科学研究所における数値実験炉研究プロジェクト ; 基礎物理シミュレーション研究と可視化技術の進展

    大谷 寛明, 石黒 静児, 宮澤 順一, 大野 暢亮, 陰山 聡, 三浦 英昭, 森高 外征雄, 田村 祐一, 北澤 修太, 片桐 孝洋, 大島 聡史, 永井 亨, 沼波 政倫, 名倉 成輝, 川原 慎太郎, 胡 昆祁, 小山田 耕二, 後藤 拓也, 嘉無木 昇, 高丸 尚教, PETROSKY Tomio, 田中 智

    プラズマ・核融合学会誌 = Journal of plasma and fusion research / プラズマ・核融合学会編集委員会 編  2020.10 

     More details

    Language:Japanese  

    Country:Japan  

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(1)

    多部田, 敏樹, 藤家, 空太郎, 藤井, 昭宏, 田中, 輝雄, 加藤, 由花, 大島, 聡史, 片桐, 孝洋

    第83回全国大会講演論文集  2021.3 

     More details

    Language:Japanese  

    Country:Japan  

    我々は複数のパラメータを同時に推定する手法として,パラメータ空間における反復一次元探索を提案している.この手法はパラメータの組み合わせを自動的に選択し,その実行性能を実測,さらに別の組み合わせの選択を繰り返すことで探索を行う.この提案手法を機械学習プログラムに適用する.機械学習には複数のハイパーパラメータが存在し,適切なハイパーパラメータの組み合わせを推定するには時間がかかる.本研究は歩行者経路予測アプリケーションに用いる機械学習のハイパーパラメータについて適切な組み合わせを推定し,マルチGPU環境を利用して実測処理を並列化することで,約15日かかる推定が約12時間で完了することを示す.

  • マルチGPU環境における機械学習ハイパーパラメータの自動チューニング(2)

    藤家, 空太郎, 多部田, 敏樹, 藤井, 昭宏, 田中, 輝雄, 加藤, 由花, 大島, 聡史, 片桐, 孝洋

    第83回全国大会講演論文集  2021.3 

     More details

    Language:Japanese  

    Country:Japan  

    我々は反復一次元探索を用いた自動チューニングの研究に取り組んでおり,マルチGPU環境を用いた機械学習のプログラムのハイパーパラメータの最適化を進めている.機械学習は同一のハイパーパラメータを用いても毎回教師データが変わるなど同一の結果にならないため,自動チューニングの結果にブレが生じる.このブレに対して,これまで,我々は推定したパラメータに対して追加測定を行い自動チューニングの安定性を高める手法を提案してきた.本研究では,歩行者経路予測アプリケーションに用いる機械学習プログラムに適用しマルチGPU環境で推定したハイパーパラメータの値を並列化し複数回まとめて追加測定することによる,自動チューニングの精度向上について示す.

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MISC

  • 【HPCによる大規模医用画像処理】GPUスパコンを用いたPETの四次元再構成

    大島 聡史, 湯淺 義尚, 松村 海飛, 横田 達也, 本谷 秀堅, 坂田 宗之, 木村 裕一, 片桐 孝洋, 永井 亨, 塙 敏博, 星野 哲也

    MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY   41 ( 4-5 )   150 - 155   2023.11   ISSN:0288-450X

     More details

    Language:Japanese   Publisher:(一社)日本医用画像工学会  

    医用画像処理技術の発達により,生体の内部を視覚的に理解するためのさまざまな技術が開発され,利用されている.しかし,それらにより直接的に得ることができるのは画像や映像であり,診断は医師など人の手によって行われている.これらの労力を軽減するソフトウェアへの期待は大きく,すでに医療の現場で利用されている技術も増えてきているが,医療(医用画像)と計算機技術の両方の知識と技術が必要なため,対象は限られている.そこで本研究では,医用画像処理分野と高性能計算分野の研究者が協力してPETにおける画像再構成の高速化と大規模化に取り組んでいる.本稿ではその取り組みの内容とこれまでに得られた成果を紹介する.(著者抄録)

Professional Memberships

  • Information Processing Society of Japan, Game Informatics Research Group

  • IPSJ SIG High Performance Computing

  • IPSJ SIG Programming

  • Auto-Tuning Research Group

  • Algorithms for Matrix / Eigenvalue Problems and their Applications, The Japan Society for Industrial and Applied Mathematics

  • Society for Industrial and Applied Mathematics

  • Association for Computing Machinery

  • The Open CAE Society of Japan

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Committee Memberships

  • 自動チューニング研究会   主査   Domestic

    2023.6 - 2027.6   

  • (元)情報処理学会 HPC研究会   Steering committee member   Domestic

    2016.4 - 2020.3   

  • (元)自動チューニング研究会   Organizer   Domestic

    2016.4 - 2020.3   

  • (元)日本応用数理学会 若手の会   Steering committee member   Domestic

    2015.4 - 2019.3   

  • 日本応用数理学会 「行列・固有値問題の解法とその応用」研究部会   Steering committee member   Domestic

    2013.4 - Present   

  • オープンCAE学会   Executive   Domestic

    2011.4 - Present   

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Academic Activities

  • PC委員

    cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG) 2024  ( Japan ) 2024.8

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Finance Chair International contribution

    ICS 2024: International Conference on Supercomputing  ( Kyoto Japan ) 2024.6

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Steering Committee International contribution

    International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT) 2024  ( San Francisco UnitedStatesofAmerica ) 2024.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Proceedings Chair International contribution

    The International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPC Asia 2024)  ( Nagoya Japan ) 2024.1

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • PC委員

    cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG) 2023  ( Japan ) 2023.8

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Program Chair International contribution

    International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT) 2023  ( St. Petersburg, Florida UnitedStatesofAmerica ) 2023.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 幹事

    第64回 プログラミング・シンポジウム  ( Japan ) 2023.1

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • PC委員

    cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG) 2022  ( Japan ) 2022.8

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Program Vice-chair International contribution

    International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT) 2022  ( オンライン その他 ) 2022.6

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • PC委員

    xSIG2018  ( Japan ) 2018.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • PC委員 International contribution

    GCA17  ( Japan ) 2017.11

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 実行委員

    SWoPP2017  ( Japan ) 2017.7

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • PC委員

    HPCS2017  ( Japan ) 2017.6

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • PC委員

    xSIG2017  ( Japan ) 2017.4

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Screening of academic papers

    Role(s): Peer review

    2017

     More details

    Type:Peer review 

    Number of peer-reviewed articles in foreign language journals:0

    Number of peer-reviewed articles in Japanese journals:1

    Proceedings of International Conference Number of peer-reviewed papers:11

    Proceedings of domestic conference Number of peer-reviewed papers:3

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Research Projects

  • 低ランク構造行列法の適用範囲拡大と多様な計算アーキテクチャの活用

    Grant number:24K02949  2024.4 - 2027.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    伊田 明弘, 横田 理央, 塙 敏博, 岩下 武史, 大島 聡史, 星野 哲也, 平石 拓, 河合 直聡

      More details

    Grant type:Scientific research funding

    本研究では、低ランク構造行列法ライブラリの高機能化を実施する。科学技術計算では、密行列演算に基づく計算手法の数値線形代数ライブラリが広く利用されいる。密行列演算から低ランク構造行列演算へ置き換えが行えるように、低ランク構造行列法の適用範囲を拡大する。低ランク構造行列に基づく新たな数値計算アルゴリズムを開発する。アルゴリズム開発は、GPU・FPGAなど最新の計算機アーキテクチャで構成されるクラスタ計算機を意識し、実装の最適化を行う。様々な低ランク構造行列の演算に対し、最適な計算機アーキテクチャを割当て、混合精度演算・動的負荷分散なども活用し、計算機の性能を最大限に引き出す実装法を研究する。

    CiNii Research

  • JHPCN2022:大規模分散医用画像処理アプリケーションの実用化に向けた研究

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    JHPCN jh220011

  • JHPCN2022:管楽器および音響機器の大規模流体音響解析 管楽器および音響機器の大規模流体音響解析

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220001

  • JHPCN2022:多粒子分散系の乱流輸送に関する大規模シミュレーション

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220003

  • JHPCN2022:Hierarchical low-rank approximation methods on distributed memory and GPUs

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220009

  • JHPCN2022:FMOプログラムABINIT-MPの高速化と超大規模系への対応

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220010

  • JHPCN2022:高性能かつ高信頼な数値計算手法とその応用

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220022

  • JHPCN2022:三次元強震動シミュレーションとリアルタイムデータ同化の融合

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220029

  • JHPCN2022:機械学習ソフトウェアへのソフトウェア自動チューニング技術の適用

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220044

  • JHPCN2022:HPCと高速通信技術の融合による大規模データの拠点間転送技術開発と実データを用いたシステム実証試験

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220048

  • JHPCN2022:Innovative Multigrid Methods II

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    JHPCN jh220049

  • HPCI2022:新規感染症のための計算科学的解析環境の整備

    2022.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    hp220025

  • 科研2021-:レイトレーシング加速機構を備える画像処理ハードウェアを用いた高性能計算科学の創成

    2021.4 - 2024.3

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    科研萌芽

  • 科研2021-:格子H行列に基づく数値線形代数の構築と最新アーキテクチャへの高性能実装法

    2021.4 - 2024.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    科研基盤B

  • 格子H行列に基づく数値線形代数の構築と最新アーキテクチャへの高性能実装法

    2021 - 2023

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • レイトレーシング加速機構を備える画像処理ハードウェアを用いた高性能計算科学の創成

    2021 - 2023

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Challenging Research(Exploratory)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

  • 科研2020-:超巨大ニューラルネットの継続学習への型破りな線形代数技術の適用

    2020.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    科研開拓

  • 超巨大ニューラルネットの継続学習への型破りな線形代数技術の適用

    2020 - 2022

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Challenging Research(Pioneering)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • 科研2018-:機械学習向けハードウェアとの親和性が高い連立一次方程式の解法の開発とその高性能超並列実装

    2018.4 - 2021.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    科研基盤研究(B)

  • 機械学習向けハードウェアとの親和性が高い連立一次方程式の解法

    Grant number:18H03248  2018 - 2020

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • ディープラーニングを利用した革新的自動チューニング基盤の創製

    Grant number:18K19782  2018 - 2020

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Challenging Research(Exploratory)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • 科研2017-:H行列法ライブラリの機能拡張と次世代スパコン向け最適化

    2017.4 - 2020.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    科研基盤研究(B)

  • 科研2017-:逐次問題の並列計算の数理とフレームワーク研究開発・実証 International coauthorship

    2017.4 - 2019.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    科研基盤研究(B)

  • 逐次問題の並列計算の数理とフレームワーク研究開発・実証

    2017 - 2019

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • H行列法ライブラリの機能拡張と次世代スパコン向け最適化

    Grant number:17H01749  2017 - 2019

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • 科研2016-:通信回避・削減アルゴリズムのための自動チューニング技術の新展開

    2016.4 - 2019.3

      More details

    Authorship:Collaborating Investigator(s) (not designated on Grant-in-Aid) 

    科研基盤研究(B)

  • 国際交流による自動チューニングのための性能モデルの深化 International coauthorship

    2016.4 - 2018.3

      More details

    日本-台湾の2国間による国際共同研究プロジェクト

  • JHPCN2016-:Hierarchical low-rank approximation methods on distributed memory and GPUs International coauthorship

    2016.4

      More details

    JHPCN国際共同研究

  • 通信回避・削減アルゴリズムのための自動チューニング技術の新展開

    Grant number:16H02823  2016 - 2018

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Collaborating Investigator(s) (not designated on Grant-in-Aid)  Grant type:Scientific research funding

  • JHPCN2015:分子動力学計算ソフトウェアMODYLASのメニーコアアーキテクチャ対応並列化に関する研究

    2015.4 - 2016.3

      More details

    JHPCN jh150015

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Visiting, concurrent, or part-time lecturers at other universities, institutions, etc.

  • 2023  名古屋大学 情報基盤センター  Classification:Affiliate faculty  Domestic/International Classification:Japan 

    Semester, Day Time or Duration:2023年4月 - 2024年3月

  • 2022  名古屋大学 情報学部  Classification:Part-time lecturer  Domestic/International Classification:Japan 

    Semester, Day Time or Duration:秋II期、プログラミング2(週2コマ)

  • 2022  名古屋大学 情報基盤センター  Classification:Affiliate faculty  Domestic/International Classification:Japan 

    Semester, Day Time or Duration:2022年10月 - 2023年3月

Outline of Social Contribution and International Cooperation activities

  • 経済産業省「AKATSUKIプロジェクト」採択事業である「福岡未踏的人材発掘・育成コンソーシアム」にリードPMと参加し、若手人材の発掘・育成事業に関わった。(2023年6月~2024年1月)

Activities contributing to policy formation, academic promotion, etc.

  • 2018.1 - 2020.1   文部科学省

    文部科学省研究振興局 HPCI計画推進委員会将来のHPCIの在り方に関する検討ワーキンググループ委員