AVS/ITBLの数値環境システムでの利用手引書

鈴木 喜雄; 松本 伸子*; 山岸 信寛*; 荒川 拓也*; 倉石 英明*

JAERI-Data/Code 2004-013, 163 Pages, 2005/02

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日本原子力研究所計算科学技術推進センターでは、e-Japan重点計画の一つであるITBL(Information-Technology Based Laboratory)計画を推進している。ITBL計画の目的は、大学や研究機関に分散された計算機・プログラム・データ等の知的資源を共有し、研究者間の共同研究を支援するための仮想研究環境の構築である。AVS/ITBLは、このITBL環境において効率的に可視化が行えることを目指して開発している可視化ツールである。本可視化ツールは、ITBL基盤ソフトウェア上のツールとして実装しており、AVS/Expressと連携して動作する。AVS/ITBLの主な機能として、ITBL環境において遠隔地にある計算データを直接的に可視化可能なAVSクライアントによる可視化機能,Webブラウザで可視化画像を表示可能なWebクライアントによる可視化機能,複数の利用者が協調して可視化を行うことが可能な可視化コラボレーション機能、及びシコマンドラインからの実行によりバッチ的に可視化を行うことが可能なバッチ可視化機能がある。本書では、ITBL計画におけるアプリケーションの一つである数値環境システムでのこれら機能の利用手引について記述しており、操作概要について詳細に記述を行っている。

ITBLにおける分散アプリケーション実行機能の実装について

今村 俊幸; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 武宮 博*

計算工学講演会論文集, 8(2), p.793 - 796, 2003/05

ITBL上で分散アプリケーションを定義・構成・実行するための環境TME(Task Mapping Editor)について報告する。TMEはGUIをベースとし、利用者が分散する計算資源の依存関係(ワークフロー)を定義することによって、アプリケーションの構築が容易に実現される。一方で、実行時にはワークフローを元にしたモニタリング機能を有するため、TMEの利用はアプリケーション動作の直感的な理解に大きく寄与する。また、TME上で定義したアプリケーションはTME上では一般のアプリケーションと全く同等の扱いとなり、それらを再帰的にTME上で利用することができる。そのため、複数サイトにあるアプリケーションやデータを組み合わせた複雑な手続きの系統的なデザインやTME上での版管理・修正,利用者による部品(コンポーネント)の変更、また利用者間での分散アプリケーションの共有などが容易となる。本報告では、ITBLの通信基盤を用いてTMEを実装し、複数機関に配置された計算機リソースを用いた分散アプリケーションの定義・構成・実行について概要を示す。

仮想研究環境ITBL基盤ソフトの応用事例

樋口 健二; 大谷 孝之; 長谷川 幸弘*; 鈴木 喜雄; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 前迫 浩*; 福田 正大; 矢川 元基

計算工学講演会論文集, 8(2), p.797 - 800, 2003/05

平成13年度に開発したITBL基盤ソフト版を用いて、航研及び理研との接続実験を行い、二種類のスーパーコンピュータ(スパコン)による熱伝導計算と流体計算の連成計算を実現した。実験は、平成15年2月17日に日本科学未来館で行われた「第3回ITBLシンポジウム」において公開された。その内容は、航研のユーザが自サイトから原研のスパコン(ITBL計算機: Fujitsu PRIMEPOWER)にジョブを投入し熱伝導計算を開始後、理研のスパコンNEC SX-6iに流体計算をspawn(以上、連成計算)、さらに毎時間ステップごとに二つの解析結果を合成し、端末に実時間表示するというものである。この実験で実証された技術は、いずれもグリッド・コンピューティングに不可欠なものであり、ITBL基盤ソフトのような実用のミドルウェアにおいて機能実証され、しかもネットワークとスパコンに関わる実運用システム上で動作確認されたことは、世界で初めてのことである。この実験成功により日本のグリッド研究は大きな一歩を踏み出したと言える。

Grid computing supporting system on ITBL project

樋口 健二; 今村 俊幸*; 鈴木 喜雄; 清水 大志; 町田 昌彦; 大谷 孝之; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 青柳 哲雄; et al.

Lecture Notes in Computer Science 2858, p.245 - 257, 2003/00

日本国内の研究機関共同によるグリッド・プロジェクトのためのミドルウェアのプロトタイプが開発された。このミドルウェアには、仮想研究室の構築に不可欠のいくつかのキーテクノロジが実装され、実際に運用されている計算機・ネットワーク・システム上でその技術検証がなされた。また、いくつかの科学技術計算の応用プログラムが当該ミドルウェア上で既に稼働している。これら一連の結果は、日本のサイエンス・グリッドの分野にとって大きな進歩である。

MPI-2 support in heterogeneous computing environment using an SCore cluster system

辻田 祐一*; 今村 俊幸*; 山岸 信寛*; 武宮 博*

Parallel and Distributed Processing and Applications (International Symposium, ISPA 2003), p.139 - 144, 2003/00

近年PCクラスタを利用した並列計算環境を構築することが注目されている。このPCクラスタにおいて複数のノードを意識することなく利用できるためにSCoreが開発され利用されている。われわれはこのSCoreに、すでに開発した異機種計算機間で利用可能なMPI通信ライブラリStampiを移植し、SCoreでは利用できなかったMPI-2に定められた動的プロセス生成機能とSCoreが稼動するPCクラスタと他の計算機とのMPI通信を可能にした。この移植したStampiについて、性能評価を行ったところ、十分な性能が得られることと、Stampi自身が持つ柔軟な通信基盤の有効性が確認できた。

異機種計算機間MPI通信ライブラリStampiによるVPNを介したSCoreクラスタシステム間通信性能評価

辻田 祐一; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 大谷 孝之; 鶴岡 信彦*; 藤田 直行*

情報処理学会研究報告2002-HPC-92, p.7 - 12, 2002/10

PCクラスタにおける並列処理を支援する目的で開発されたSCoreは、利用者からはPCクラスタ内の各ホストを意識させないシステムとして作られており、SCoreが稼働しているクラスタは一つの計算機のように扱える。SCoreにおけるMPI通信ライブラリとしてMPICH-SCoreがあるが、クラスタ間通信を含む異機種計算機間ではMPI通信が出来ない。本研究では、このSCoreに、異機種計算機間MPI通信ライブラリStampiを移植し、クラスタ間の通信を可能にした。さらにStampiによるクラスタ間の通信性能の評価を行なった。

TME: A Distributed resource handling tool

今村 俊幸; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 武宮 博*

Recent Advances in Computational Science & Engineering, p.789 - 792, 2002/00

TME(Task Mapping Editor)は分散する計算機上の資源制御と、分散アプリケーションの設計を支援するために開発された。TMEはJFCを基盤としたGUIツールであり過般性に富んだシステムである。利用者はPC上にインストールされたブラウザーから分散アプリケーションの設計ならびに実行が可能である。TMEのGUI上では、AVSのネットワークモニターに代表されるようなドローソフトと同様の感覚で分散アプリケーションのワークフローを設計する。全ての資源はアイコンとして表現され、その依存関係が矢印によって表現されるため、結果的にアプリケーションの設計図が直感的に理解しやすくなる。TMEは設計のほかに、デザインされたアプリケーションの実行も同時に支援する。実行の過程も設計時と同じワークフローによってリアルタイムにその状態が表示されるため、デバック,ボトルネックの検出などに利用できる。なおTMEは可視化コンポーネントのようなユーザー定義のアプレットを内部に取り込む仕組みを有するため、利用者は自由にその環境を再構成することができる。このため利用者に柔軟性及び拡張性を提供するツールといえる。本論文では、著者らはTMEの基本の概念そして設計を示すとともに、globus toolkitとTMEの比較ならびに相互運用の可能性について述べる。さらに、TMEの適用例として3例のユーザーアプリケーションを紹介する。

Distributed parallel-I/O library for heterogeneous computing environment

辻田 祐一; 今村 俊幸; 武宮 博*; 山岸 信寛*

Proceedings of 5th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 2001), p.402 - 407, 2001/07

MPI-2に基づいた分散並列I/OライブラリStampi-I/Oを、MPI及びMPI-2に基づいた異機種計算機間通信ライブラリStampiの通信基盤を用いて開発した。Stampiは異機種計算機環境におけるメタコンピューティングを実現するために開発された通信ライブラリである。計算科学における多くのアプリケーションは、一台の計算機では扱いきれない大規模なデータを用いるようになってきている。異機種計算機環境において、このような大規模データの効率的操作のために分散並列I/Oライブラリが必要となってきている。このような状況を踏まえ、Stampi-I/Oは開発された。本稿では、Stampi-I/Oを開発した目的、Stampi-I/Oのアーキテクチャや性能測定試験での結果を報告する。

ワールドワイドメタコンピューティングの試みについて

今村 俊幸; 村松 一弘; 北端 秀行*; 金子 勇*; 山岸 信寛*; 長谷川 幸弘*; 武宮 博*; 平山 俊雄

情報処理学会研究報告2001-ARC-142, p.49 - 54, 2001/03

世界各国の計算機資源のみならずさまざまなネットワーク上の装置を有機的に結合し、一つの仮想計算機システムを構築する試みとしてメタコンピューティングが提案されている。原研では、これまで開発したSTA基本システムを利用してローカルエリアネットワーク内での実験を行ってきたが、さる11月に開催されたSC2000において、世界4ヶ国のスパコンを結合して世界規模での実験の試みに成功した。本実験では放射線情報推定システムを用いて世界4機関の並列計算機を利用し最大計510CPUの計算を行うことができた。また、計算と同時に放射線源の拡散過程の実時間可視化を行うことも成功した。本報告では、実験に使用した要素技術並びに実験の結果について報告する。

異機種計算機間通信ライブラリStampiにおける並列I/O機能の実装

辻田 祐一; 今村 俊幸; 武宮 博*; 山岸 信寛*

情報処理学会研究報告2000-HPC-84, p.43 - 48, 2000/12

われわれは、異機種並列計算機環境における分散並列I/OライブラリとしてMPI-2の仕様に基づいたStampi-I/OをStampiの通信基盤を用い開発した。科学技術計算分野でのアプリケーションでは大規模なデータを扱う傾向により、そのような大規模データを効率的に管理するために分散並列I/O機能が必要となってきた。このような状況に対し、複数の計算機間に効率的に分散して大規模データを管理するために、分散並列I/OライブラリStampi-I/Oを開発した。今回は開発の基礎となる機能のみに限定した開発及び性能評価を行った。本稿では、Stampi-I/Oを開発する目的、システムの構成,現状,性能評価テストそして将来の構築予定について述べる。