研究内容

並列プログラムの性能解析に関する研究

並列計算を実現するための手法として，計算機間でメッセージをやりとりしながら計算を進める手法がよく用いられます．このようなメッセージ通信型のプログラムでは，ローカル計算に比べて通信に要する時間が大きく，タイミングよく通信をやりとりしたり，通信量を削減するための工夫が必要です．この作業を支援することを目的として，並列プログラムの性能解析を支援するための基礎理論やツールなどを研究しています．

同期コストを解析するための通信モデル

メッセージ通信型の並列プログラムでは，標準通信仕様MPIをC言語などで記述された逐次プログラムに埋め込むことが大半です．多くのMPI実装では，内部でプロトコルを使い分けているのですが，ネットワークの高速化に伴い，この使い分けが性能に与える影響が大きいと考え，その部分を著名なLogPモデルに拡張として組み込みました．また，実際の環境において，各性能パラメータを計測するための手法を提示し，その誤差が10%程度に収まることを幾つかの実行環境で示しました．この成果は，並列プログラミングの分野で権威のある国際会議PPoPPで発表しました．

LogGPS: A Parallel Computational Model for Synchronization Analysis

Fumihiko Ino, Noriyuki Fujimoto, and Kenichi Hagihara
In Proceedings of the 8th ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming (PPoPP 2001), pp.133-142, Snowbird, UT, USA, (2001-06). - [PDF]

Copyright© ACM, 2001. This is the author's version of the work. It is posted here by permission of ACM for your personal use. Not for redistribution. The definitive version was published in the Proceedings of the 8th ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming, http://dx.doi.org/10.1145/379539.379592

並列プログラムの性能予測

一般に，並列計算機は高価であるため，ある並列計算機を想定してあらかじめプログラムの性能を予測することは重要です．同様に，プログラムに対してどのような修正を加えれば最も性能を引き出せるのかを予測できれば，チューニング作業を支援できます．このような性能予測に関する研究をMPIプログラムを対象として遂行しました．

Trace Reduction for Performance Improvement Assessment of Message Passing Parallel Programs

Fumihiko Ino, Yuki Kanbe, Masao Okita, and Kenichi Hagihara
Systems and Computers in Japan, Vol.37, No.5, pp.1-13, (2006-05). - [PDF]

Fast Performance Prediction of Master-Slave Programs by Partial Task Execution

Yasuharu Mizutani, Fumihiko Ino, and Kenichi Hagihara
WSEAS Transactions on Information Science and Applications, Vol.2, No.2, pp.202-208, (2005-02).

A Performance Analysis Tool for Performance Debugging of Message Passing Parallel Programs

Fumihiko Ino and Kenichi Hagihara
In Proceedings of the 33rd International Conference on Parallel Processing Workshops (ICPP Workshops 2004), pp.546-554, Montreal, Quebec, Canada, (2004-08). - [PDF]

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PerWiz: A What-If Prediction Tool for Tuning Message Passing Programs

Fumihiko Ino, Yuki Kanbe, Masao Okita, and Kenichi Hagihara
In Proceedings of the 6th International Conference on High Performance Computing for Computational Science (VECPAR 2004), Lecture Notes in Computer Science 3402, Springer-Verlag, pp.396-409, Valencia, Spain, (2004-06). - [PDF]

Evaluation of Performance Prediction Method for Master/Slave Parallel Programs

Yasuharu Mizutani, Fumihiko Ino, and Kenichi Hagihara
IEICE Transactions on Information and Systems, Vol.E87-D, No.4, pp.967-975, (2004-04). - [PDF]

イベント解析に基づくツール

メッセージ通信プログラムを記述するときの課題は，正しく動作させること，そのうえで性能を引き出すことです．これらの作業を支援することを目的として，イベントベースのデバッガやそのためのイベント記録手法を開発しました．前者は，イベント間の依存を解析することにより，雪崩式に発生するプロセスfailureのうち，雪崩を引き起こす原因を持つfailureを絞り込みます．この絞り込みは，台数が多い計算環境において特に有効です．後者は，主記憶に収まらないような大規模なログを，スワップなどを回避しながら可能な限り正確なタイムスタンプ付きのログを生成できます．

メッセージ通信プログラムにおける性能解析のための大規模な実行履歴の作成

置田真生, 伊野文彦, 萩原兼一
情報処理学会論文誌：コンピューティングシステム, Vol.47, No.SIG 7(ACS 14), pp.1-11, (2006-05).

MPI-PreDebugger：通信依存解析に基づくメッセージ通信並列プログラム向けデバッグ支援ツール

置田真生, 伊野文彦, 藤本典幸, 萩原兼一
情報処理学会論文誌：ハイパフォーマンスコンピューティングシステム, Vol.43, No.SIG 6(HPS 5), pp.88-98, (2002-09). 電気通信普及財団第18回テレコムシステム技術学生賞.

Debugging Tool for Localizing Faulty Processes in Message Passing Programs

Masao Okita, Fumihiko Ino, and Kenichi Hagihara
In Proceedings of the 5th International Workshop on Automated and Algorithmic Debugging (AADEBUG 2003), pp.127-142, Ghent, Belgium, (2003-09). - [PDF] - http://arxiv.org/abs/cs.SE/0310015