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羽間 収; 中島 憲宏; 平山 俊雄; Post, P.*; Wolf, K.*
IWACOM, P. 161, 2004/11
数値手法やハードウェアの進歩に伴い、複数の物理場を同時に解明する汎用的手法として、連成シミュレーションの研究が可能となり、進められている。このような問題は多大な計算機資源を要するため、ITBLのような並列分散処理環境が必要不可欠である。したがって、われわれは異機種並列計算機間で弱連成解析が行える統合数値シミュレーション基盤の開発をこれまで行ってきている。本基盤は市販ソフトウェアを含めたあらゆるシミュレーションソフトの連携を並列分散処理環境下で可能にすることを目的の一つとしている。統合数値シミュレーション基盤を紹介するとともに、それを流体-構造連成解析に応用し、その有用性を示す。
羽間 収; Guo, Z.*
計算工学講演会論文集, 9(2), p.617 - 620, 2004/05
今日、計算科学に携わる者であれば誰もがマルチフィジクスシミュレーションの重要性は認識しているが、実施するにあたってさまざまな障害が存在するためその進展は遅いとされている。例えば、ユーザの要望を満たす連成解析を行えるソフトウェアはほとんど存在しないのが現状である。さらに、詳細な解を得るためにはデータの大規模化が必要となり、連成状態で並列計算を実施する必要があり、複雑性が増す。そこで、われわれは統合数値シミュレーションと呼ばれる基盤技術の研究・開発を行っている。これは原研計算科学技術推進センターが開発を行ってきたSTAMPIライブラリ及びMpCCIライブラリを併用させることで、任意シミュレーションソフトを連携させることによるマルチフィジクスシミュレーションを可能にするものである。現在は基盤を用い、Linux PC及びIBM計算機という異機種間において流体-構造並列弱連成解析が行えるシステムが行えるところまで開発は進んでいる。
今村 俊幸
GMD Report 132, 1 Pages, 2001/04
MpCCIはGMD(ドイツ情報処理研究所)が開発したメッシュベースの並列プログラム結合ツールであり、複数のアプリケーションが持つ異なる計算メッシュ間のデータの内挿を行うとともに、データの交換も自動的に行うことができる。一方、Stampiは原研が開発した異機種並列計算機間通信ライブラリであり、異なる計算機間でのMPI(Message Passing Interface)を用いたプログラム開発並びに実行を支援するものである。両者の利点に着目し、両者を結合させることによって異機種並列計算機上で複数のアプリケーションを容易に結合可能とするライブラリを開発した。本報告では、開発したライブラリMpCCI/Stampiの概要を報告するとともに、現在原研で開発が進められている本ライブラリ使用のアプリケーションについても報告を行う。
小出 洋; 笠原 博徳*
bit, 33(4), p.36 - 41, 2001/04
メタコンピューティングは、ワークステーション,高性能計算機,データベースなどをネットワークで接続した分散コンピューティングシステム上で高速化、あるいは、大規模データ処理が必要な科学技術計算を効率的に行おうとする技術である。分散コンピューティングシステムは、通常、多くの利用者により共有されているため、計算機やネットワークの負荷が時間的に変化するという特徴を持つ。このようなシステム上で適切な負荷分散を行うためには、計算機やネットワークの負荷変動を考慮して、分散コンピューティングシステム上の個々のタスクやジョブを適当な計算機に割り付けることが必要となる。本稿では、分散コンピューティングシステムで単一のアプリケーションのプログラムの実行時間の最小化を目的とするメタスケジューリング手法と呼ぶタスクスケジューリング方式の紹介を行う。
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。
小出 洋; 山岸 信寛*; 武宮 博*; 笠原 博徳*
情報処理学会論文誌, 42(3), p.65 - 73, 2001/03
分散コンピューティーング環境における効率的なタスクスケジューリング実現の一環として、われわれは、分散コンピューティング環境上のプロセッサやネットワークの負荷など計算資源に関する情報(資源情報)を収集し、それをもとに将来の値を予測する資源情報サーバ(Resource Information Server; RIS)を開発している。ひとつのプログラムの実行時間の最小化を目的とするスケジューラは、プロセッサやネットワークの負荷予測に基づいて、動的にタスクを割り付けるため、RISは必須である。現在、高速と高精度の2種類の資源情報予測を行うモジュールがRISに実装されている。高速予測モジュールは、予測を行う時点の最近接過去に記録された資源情報だけを使用し、将来の資源情報の値を迅速に予測する。高精度予測モジュールは、予測時点の最近接過去の資源情報の変化と類似した負荷パターンを過去のデータから検索するため、予測時間を要するが、より高い精度で資源情報を予測することができる。要求精度と予測時間に応じて、これらのモジュールを使い分けることにより、将来の資源情報を効率的に予測することができる。本論文では、資源情報の計測と予測方法、RISのシステム構成、予測時間と予測精度に関する評価について述べる。
Guo, Z.; 大西 亮一*; 木村 俊哉*; 平山 俊雄
Proceedings of International Conference on Computational Engineering & Science (ICES 2001) (CD-ROM), 6 Pages, 2001/00
気象、計算生体科学、新素材開発や航空宇宙等の分野において多原理物理問題を統合的に解析するため、異種解析手法を用いた連成解析が有効な手法と知られており、近年弱結合と呼ばれる連成解析の研究が盛んに行われている。弱結合を用いた数値解析は境界における物理量を平衡方程式より解くことではなく、保存則を保ちながら陽的に定義することにより行われる。このため、数値解析は収束性が著しく向上することのみならず、高性能な市販解析コードの有効利用や最適な計算機の組合(研謂,メタコンピューティング技術の利用)も可能になり、より精度良く効率的に行うことができる。一方、陽的な境界条件の情報伝達は通常、計算モデルがそれぞれ個別に離散化されるため、従来困難とされている。本研究はGMDの開発したMpCCIの市販解析コードへの実装とそれによる異モデル間の情報伝達を行い、空力-構造の連成解析を試みた。
武宮 博; 太田 浩史; 今村 俊幸; 小出 洋; 松田 勝之; 樋口 健二; 平山 俊雄; 笠原 博徳*
計算工学講演会論文集, 4(1), p.333 - 336, 1999/05
日本原子力研究所では、並列処理に係わる共通基盤技術の研究開発の一環として、ネットワークに接続された複数の並列計算機環境での並列科学計算作業における途切れのない思考を支援する並列分散科学技術計算環境STA/SSPを構築している。本環境は、ネットワーク接続された並列計算機群から構成されるクラスタ上での並列計算プログラム開発を支援する環境と、それら並列計算機群を自由に組み合わせた並列分散計算の実行を支援する環境の2つの環境から構成される。本発表では、上記環境の構築目的及び各支援環境の詳細について説明する。
今村 俊幸; 徳田 伸二
Proceedings of IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems, p.583 - 588, 1999/00
ネットワーク上の計算資源を自在に組み合わせ仮想的な計算機を構築するメタコンピューティングと呼ばれる計算手法の応用として、数値トカマクにおいて用いられるハイブリッドコードを2台の異なる並列計算機を同時に用いて計算を行った。本手法では、計算機間でのタイト(密)な通信を行う必要があるが、それを実現するために、異機種間通信ライブラリStampiを利用している。本論文では、異機種間通信ライブラリStampiの紹介とともにハイブリッドコードの異機種間使用の結果を示している。現状のOSもしくはハードウェアの制限から、速度面での向上は見られなかったが、ネットワークの性能が4倍程度向上した場合に単一計算機を上回ることが予測された。また、3台以上の異機種計算機へのマッピングも可能であり、より大規模な計算への可能性を有することを示した。
