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理化学研究所(理研)と東京工業大学(東工大)は11月18日、スーパーコンピュータ(スパコン)に関する国際会議「SC16」において、共同研究チームの投稿した論文が投稿総数442報の中から最優秀論文賞を受賞したと発表した。

今回の成果は、理研 計算科学研究機構プログラム構成モデル研究チームの丸山直也チームリーダーとモハメド・ワヒブ特別研究員、東工大 学術国際情報センターの青木尊之教授らで構成させる共同研究チームによるもので、SC16の講演要旨集「Proceedings of the ACM/IEEE International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC'16)」に掲載された。

今回、共同研究チームが投稿した論文のタイトルは「Daino: A High-Level Framework for Parallel and Efficient AMR on GPUs」で、GPUスパコンを使って適合格子細分化法(AMR)を利用できる環境を構築したことが評価されたという。

これまで、AMRは通常の格子法に比べて、必要となる計算やメモリ使用量を減らすことが可能にも関わらず、GPUスパコンでは、計算性能に比べてデータを移動する性能が低く、データの移動を効率よく行うプログラムの開発を行う必要があるなどの課題があったことから、限定的な利用に留まっていた。今回、こうした問題を解決できるソフトウェア技術を開発。具体的には、プログラムの自動的な変換技術に基づき、利用者が作成した適合格子細分化法プログラムからスパコン上で並列に動作する高性能なプログラムを、自動的に作成することを可能にしたという。これにより、利用者自身は利用したいプログラムを、必ずしもスパコン向けに開発する必要がなくなり、シミュレーションソフトの開発コストを削減することが可能になったという。

実際に、東工大のGPUスパコン「TSUBAME2.5」を用いて1000台規模のGPUを同時に用いた大規模シミュレーションが行えることを確認したとのことで、これによりGPUスパコンのさらなる利用拡大が可能であることが示されたこととなった。

なお、研究チームでは、今回の手法は、原理的には将来のスパコンでもアプリをそのまま用いることが可能であるため、将来のスパコンでのシミュレーションを実現する有望なアプローチになるとしているほか、今後は、今回の手法の改善・改良に加え、ほかのソフトウェア技術によるシミュレーションソフトの開発コスト削減手法なども研究開発していく予定としている。

(小林行雄)