SWoPP 鹿児島 2011 参加報告
大島聡史, 鴨志田良和, 實本英之, 伊東聰, 林雅江, 中島研吾
東京大学情報基盤センター

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SWoPP 鹿児島 2011
本記事では SWoPP鹿児島 2011（以下、SWoPP2011）について報告する．SWoPPは「並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ」(Summer United Workshops on Parallel, Distributedand Cooperative Processing) の正式名称を持ち，1988 年のミニシンポジウムに端を発し今年で24 回目を数えるワークショップである．主催団体は電子情報通信学会・情報処理学会・日本応用数理学会の 3 学会 8 研究会/研究部会である．今年は鹿児島市にて 7 月 27 日から 29 日の日程で開催された．

SWoPP2011 では 161 件（1 件は DC 研究会のセッション内における招待講演）の口頭発表に加えて BOF が 2 件行われ，参加者数は 400 人に達し，これまで以上に大きな規模となった．特に情報処理学会「ハイパフォーマンスコンピューティング研究会」（以下，HPC 研究会）は発表件数が 70 件に達し，一部で並列セッションを設けたうえで三日間全ての朝から夕方まで発表が行われた．
情報基盤センターの教員からは以下の 8 件の発表が行われた．

1. 林雅江，大島聡史，中島研吾（東大）: ヘテロ環境を目指した拡張階層型領域分割法に
基 づ く 高 次 フ ィ ル イ ン 前 処 理 手 法 の 高 速 化 ，情 報 処 理 学 会「 ハ イ パ フ ォ ー マ ン ス コ ン
ピューティング研究会」(HPC)

2. 大島聡史，林雅江，片桐孝洋，中島研吾（東大）: 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，情報処理学会「ハイパフォーマンスコンピューティング研究会」(HPC)

3. Takahiro Katagiri(U.Tokyo)，Masahiko Sato(NIFS): An Auto-tuning Method for Runtime Data Transformation for Sparse Matrix-Vector Multiplication, 情報処理学会「ハイパフォーマンスコンピューティング研究会」(HPC)

4. 中島研吾，佐藤正樹，古村孝志，奥田洋司（東大），岩下武史（京大），阪口秀 (JAMSTEC):
自動チューニング機構を有するアプリケーション開発・実行環境 ppOpen-HPC，情報処
理学会「ハイパフォーマンスコンピューティング研究会」(HPC)

5. 伊藤祥司，杉原正顯（東大）: 導出過程に着目した前処理付き CGS 法の適切なアルゴリ
ズム，情報処理学会「ハイパフォーマンスコンピューティング研究会」(HPC)

6. 實本英之（東大），建部修見（筑波大），佐藤仁（東工大），石川裕（東大）: 広域分散環境を提供する HPCI システムソフトウェア基盤の設計概要と共有ストレージ構築，情報処
理学会「ハイパフォーマンスコンピューティング研究会」(HPC)

7. 鴨志田良和，田浦健次朗（東大）: 細粒度モニタリングとトレースログを使用した並列アプリケーションの遅延原因の特定，電子情報通信学会「コンピュータシステム研究会」(CPSY)
8. 中島研吾，林雅江，大島聡史（東大）: 階層型領域間境界分割に基づくハイブリッド並列1プログラミングモデル向け前処理手法，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 (MEPA)

2GPU
GPU(GPGPU,GPU コンピューティング) に関する研究は特に HPC の分野を中心として強く関心を集めている研究である．（本号の別記事「GTC Workshop 2011 参加報告」も参考にしていただきたい．）SWoPP2011 においても GPU に関する研究発表数は非常に多く，HPC 研究会
内において 3 つのセッションが組まれたうえに，他のセッションや HPC 研究会以外の研究会でも GPU 関連の研究発表が行われた．取り扱うテーマ（対象問題）についても，数値シミュレーション，金融計算，グラフ処理，暗号化，高精度計算と様々な題材がとりあげられていた．

GPU 向けのプログラミング言語やフレームワークなど，GPU プログラミング環境に関する研究もいくつか発表されていた．今日の GPU プログラミング環境としては，CUDA が多く用いられている一方で，OpenCL の利用例も増えている．また商用の GPU プログラム開発環境（コンパイラ等）としては PGI 社や CAPS 社らが GPU プログラミングに対応した製品をリリースしており，それぞれ独自の記述を用いて GPU プログラミングを行うことができる．SWoPP2011
でも GPU に関する多くの研究は CUDA を用いて行われていたが，一部 OpenCL を用いているものも見受けられた．今後も，少なくともしばらくは CUDA や OpenCL が多く用いられることは間違いないと思われるが，これらを用いたプログラミングが容易ではないことも認識されている．GPU プログラミング環境に関する研究は今後も活発に行われるだろう．

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マルチコア・メニーコアプロセッサ
近年の高性能計算機システムの多くは，複数のコアからを搭載した CPU を複数個搭載したノードを互いにネットワークでつないだ並列計算環境である．エクサスケールの性能に向け，今後もコアの集積度はさらに増加してゆく傾向にある．一方で，コア数が多い計算機環境においてプロセッサの性能を効率よく引き出すのは容易ではない．SWoPP2011 ではマルチコア・メ
ニーコアプロセッサおよびこれらを搭載した計算機システムのさらなる活用に向けて，NUMAアーキテクチャがもつメモリの非均一性を意識した並列化アルゴリズムの最適化，メモリアクセスや通信遅延の低減や隠蔽，高効率な I/O 処理を狙ったスレッドライブラリなどに関して研究発表が行われた．また次世代のメニーコアプロセッサに向けた研究発表も見受けられた．

4省電力
理化学研究所の京速コンピュータ「京」は，Top500 で首位を記録した HPL の計算では 10MWの電力を消費していた．さらに数年後には，「京」の 100 倍程度の計算能力を持つエクサフロップス級のスーパーコンピュータの実現が期待されているが，このシステムでもピーク電力や設置場所等の制約のため，「京」のせいぜい数倍程度の消費電力で実現することが求められている．このように，システムの大規模化に伴い低消費電力化も重要な話題となってきている．

SWoPP2011 ではタイトルに電力が含まれる発表は全研究会にわたって 4 件あった．この中でHPC 研究会にて発表されたものは 2 件あり，1 件はメモリの消費電力を細粒度に測定することによりジョブが CPU インテンシブなものかメモリインテンシブなものかどうかを推定し，メ2モリインテンシブの場合には CPU の動作周波数を下げることにより電力削減を目指すというものであった．もう 1 件は，各ジョブにこの時間までに終了しなければいけないというデッドラインが与えられている場合に，デッドラインの制約が緩いジョブについては CPU の動作周波数を下げることにより処理速度を調整し，スパコン全体で使用される電力量を削減する最適化問題を解くというものであった．他の研究会では，仮想化に関する発表，プロセッサアーキテクチャに関する発表が行われた．
省電力のトピックでは，瞬間的にでも必要となる電力をいかに抑えるか，また，電力と時間の積となるエネルギーをいかに抑えるかの 2 つの大きな問題がある．両方を実現するような研究が今後も各分野で進められていくことが期待されている．

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XMP
筑波大学を中心に開発が進められている「XcalableMP（XMP） http://www.xcalablemp.org/」は, PGAS(Partitioned Global Address Space) モデルに基づく並列プログラミング言語であり，分散メモリ環境上で動作する並列アプリケーションを容易に開発することを目指している．大学，研究機関，計算機ベンダー各社によって 2007 年末に発足した「次世代並列プログラミング言語検討委員会」によって仕様が検討され，2008 年度からは，文部科学省「e-サイエンス実現のためのシステム統合・連携ソフトウェアの研究開発，高生産・高性能計算機環境実現のための研究開発，シームレス高生産・高性能プログラミング環境」の支援を受けている．2009 年からはコンパイラが実際に利用可能となっている．

SWoPP2011 では XMP に関連した発表が 5 件あった．うち 4 件は，HPC 研究会の 1 セッションで発表されたものであり，同じ PGAS モデルに基づく並列プログラミング言語である UPC(Uniﬁed

Parallel C) との比較，マルチノード GPU 向けの拡張仕様の実装・評価，データ及びループのユー
ザー定義分散のための拡張仕様，MPI によって記述されたライブラリのためのインタフェース
な ど に つ い て の 発 表 が あ っ た ．こ れ ら は 開 発 者 グ ル ー プ に よ る 発 表 で あ っ た が ，も う 1 件 は ，
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 (MEPA) のセッションで発表されたものであり，連立一次方程式解法 (Lipack) を XMP によって実装するというユーザーサイドからの発表であった．

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HPCI
HPCI は，次世代スーパーコンピュータ「京」を中核とし，これと国内の計算資源を連携して様々な分野の研究者に大規模計算環境を提供するための基盤である．この基盤は，コンピューティング資源，ネットワーク資源，ストレージ資源，人的資源の連携により達成される．初期
環境では，コンピューティング資源として大学の計算センター，理化学研究所計算科学研究機構をはじめとする各研究所のスーパーコンピュータが所属し，ネットワーク資源として学術情報ネットワーク SINET4 を用いこれらを接続する．またストレージには東拠点として東京大学柏キャンパスに設置された 12PB ストレージ，および西拠点として理化学研究所計算科学研究機構の 10PB ストレージが利用される．

SWoPP2011 では，この HPCI に関して
1. 各資源提供機関でデータを共有しスケーラブルな利用と高度なデータアクセス制御を可3能とする共有ストレージ基盤

2. 提供される様々な資源に対してシングルサインオンを提供する認証機関基盤と，利用認
可や障害対応などのユーザ管理支援基盤

3. VM 技術を用い、次世代基盤ソフトウェアなどを対象とした高度なソフトウェア開発/テスト環境を提供する先端ソフトウェア運用基盤について発表が行われた．
全ての発表に通じて，ユーザ視点の利用法と，基盤の特徴，実現に要する技術の解説があったが，質疑応答ではユーザ視点で気になることが主として質問されていた．例えば，共有ストレージに利用するストレージサーバと外部インターネットとの帯域や，先端ソフトウェア基盤上で利用されるアプリケーションが何かといったものである．HPCI は基盤として安定的に運用するために成熟した技術を多く利用しているため，技術面よりも運用ポリシや，運用パラメタに対する興味が強かったと考えられる．

鹿児島の夏は連日 30 度を超える暑い夏だったが，SWoPP2011 も夏の暑さに負けない熱いワー
ク ショップとなった．次回の SWoPP(SWoPP2012) は 2012 年 8 月初頭に鳥取にて開催される 予定である．

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