Dagstuhl Seminar「Automatic Application Tuning for HPCArchitectures」参加報告
片桐孝洋

東京大学情報基盤センター准教授

本稿は 2013 年 9 月 29 日～2013 年 10 月 4 日にドイツで開催された Dagstuhl Seminar「Automatic Application Tuning for HPC Architectures」の参加報告です。この Dagstuhl
Seminar とは、Leibniz Center for Informatics が主催する宿泊形式のセミナーで、情報学の分野では権威があるセミナーとして知られています。
まず本セミナーの内容ですが、自動性能チューニング（Automatic Performance Tuning、AT）に関連するセミナーです。欧米および日本の AT 分野の研究者を招聘して開催されたものです。
特に、高性能計算（High Performance Computing、HPC）向けの計算機ハードウェアへの AT 適用技術についてテーマを設定し、研究者を招聘しています。本セミナーの企画者（オーガナイザー）は 4 名で、ウィーン大学の Siegfried Benkner 教授、カーネギーメロン大学の Franz
Franchetti 准教授、ドレスデン工科大学の Hans Michael Gerndt 准教授、メリーランド大学カレッジバーク校の Jeffrey K. Hollingsworth 教授です。いずれも、AT 分野で権威のある先生方です。
まず本セミナーの形式を説明します。参加者は通常、日曜に現地に着き、金曜の昼まで終日でセミナーを行います。このセミナーの会場は、フランクフルトから南西に約 190km の場所にあるザールラント州ダグストゥールにあります。フランクフルト国際空港からは、ドイツ鉄道(DB)の急行(Regional Express、RE)でザールブルッケン行きに乗り、約２時間３０分ぐらいの場所にあります。最寄りの比較的大きな駅は、S.T. Wendel（ザンクト・ヴェンデル）駅です。
S.T. Wendel 駅からは、タクシーで約 45 分の場所にあります。
セミナー会場は Schloss Dagstuhl と呼ばれ、ダグストゥール城が会場になっています。この城は中世に建てられ、それを改築したセミナーハウスが主な施設です。城からは二階の渡り廊下で、宿泊施設とつながっています。この宿泊施設には、図書館とセミナー室が設置されています。参加者は、この宿泊施設に泊まります。無線 LAN 完備な施設です。周辺には店がないた
め、朝食、昼食、夕食が城内の食堂で提供されます。また城内にバーがあり、そこに後払い（金曜の昼までに宿泊費とともに清算し、自己申告制で購入する）で、ビールやワインも置かれています。そのため、夜遅くまで議論を行える環境が整っています。
本セミナーの参加者は、ドイツ周辺国と米国からの研究者が多かったです。日本からは著者のほかに、理研の今村俊幸氏が招待されました。
本セミナーでの発表の感想は、AT のためのソフトウェア基盤の研究発表に加え、性能計測ツール関連の発表が多かったです。また、AT の対象として、電力最適化を取り扱う課題が多かったです。電力最適化は、現在、HPC 分野で重要な課題の一つですから、これは当然の傾向といえます。AT 特有の議論として、性能モデルの良し悪しの議論があり、これは全体的に盛り上がりました。個別のチューニングのノウハウよりも、AT に適用できるための性能モデルについて、

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個人的には、欧州で行われている AT 基盤の開発プロジェクトの「AutoTune プロジェクト」の情報が得られたことが大きかったです。AutoTune プロジェクトは、本セミナーのオーガナイザーの１人である、ウィーン大学の Siegfried Benkner 教授らによるプロジェクトです。
AutoTune プロジェクトでは、主に実行時の AT 基盤を作ることを目的にしています。特徴的なこととして、プラグイン形式で AT が実装可能な「指示子（ディレクティブ）」による AT 方式を研究しています。I/O の最適化や、通信ライブラリ MPI の最適化についても、AutoTune プロジ
ェクトにおいて、いくつか実行時の AT 方式を提案していました。
発表形態を総括すると、詳細なデータを提示するよりも、抽象度の高い AT の方法論をまず提示し、具体的な事例については聴衆と議論する形態が多かったです。いわゆる方法論の研究発表ですが、日本人はあまり得意でないと思われます。その理由は、日本では具体的な事例提示が好まれるからではないでしょうか。実際、著者の発表と理研の今村氏の発表は、具体的な性能データを明示したものになっていました。
一方で、方法論の発表では、具体的事例が深く検討されているとは思えない、話題提供的な発表も多くありました。セミナーの趣旨を考えると、聴衆と議論することが趣旨なので、話題提供が良いといえます。完成された研究発表は学会で行えばよいので、あえてここではしないという考え方です。しかし、議論自体を楽しむ文化が欧米にはあるのではないかと思え、たいへん面白かったです。
また、火曜日と木曜日の午後に、ブレークアウトセッションが設けられました。いくつかのテーマを設定し、参加者がグループに分かれて１時間３０分程度、その内容を議論します。参加者の発表から抽出したテーマを、オーガナイザーが集約します。その後、参加者に評決をとり、もっとも参加者の多い２つのテーマを絞り込みます。
火曜日は、「インターフェース」と「探索アルゴリズム」の２つが設定されました。このうち著者は、インターフェースの討論に参加しました。このテーマについて著者は、AT のインターフェースのうち、AT 記述の方式の標準化に興味があったので、参加していた米国の知り合いの研究者にも勧められたので、話題提供しました。しかし議論の方向としては、性能プロファイリングツール PAPI などの性能計測のインターフェースの話題で盛り上がってしまい、最後まで性能計測の議論で終わってしまいました。おそらく、性能プロファイルの研究者が多かったので、このような議論の展開になったのだと思われます。いずれにせよここでは、結論まとめることを行わない自由な討論の場ですので、よろしいかと思います。
木曜日は、「white box vs. black box AT」、および「電力最適化」の２つのテーマが設定されました。著者は、white box vs. black box AT のグループに参加しました。主な議論は、whitebox や black box とは何か、ということでした。いろいろ議論した後、white box な AT とは、アプリの特性を利用する AT で、ATLAS、Spiral などのソフトウェアの AT 方式がそれに相当するという結論となりました。一方、black box な AT とは、アプリ特性を利用しない AT で、主に実行時 AT 行うもので、Active Harmony などの AT ソフトウェアが相当するという結論となりました。一方で、性能プロファイルを取得した後に実行する AT や、フィードバック機能付きのAT はどうなるかという議論がされました。このような AT は、いわば、gray box な AT です。議論の末、性能モデルにアプリケーションの知識が入っているかどうかで、while box か black

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box かを分けるという結論となりました。このような AT の基本概念に関する議論は日本の ATコミュニティでも行われてきました。同様の議論が、国際的なセミナーでもなされているのが面白かったです。
発表終了後には、発表の概要をノートに記載します。この発表概要のノートは、Dagstuhl
Seminar が始まって以来、すべてセミナー室の本棚に保存されていました。1991 年からのものから置かれていたと思います。末席を汚すことになりますが、著者もその一人として記録されることになりました。
冒頭で述べたとおり、城内にはバーがあります。バーで遅くまで議論（？）をしていたため、一週間弱の会議にしては、大変有用な会議となりました。このようなセミナーが日本でもあるとよいと思っていたのですが、この「Dagstuhl 形式」のセミナーは、国立情報学研究所(NII)の湘南会議というセミナーのモデルになっているそうです[1]。
なお、本セミナーに関する情報は、[2]の WEB ページで公開されています。

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[1] NII 湘南会議
http://www.nii.ac.jp/about/international/shonanmtg/[2] Schloss Dagstuhl Seminar 13401, “Automatic Application Tuning for HPC
Architectures”
http://www.dagstuhl.de/13401/

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