従来の並列計算

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並列計算

Tianhe-­‐2  (天河2号)              ・312万コア

Titan              ・56万コア

現代の科学研究や技術開発では、シミュレーションの実行に大規模計算機を使う  

SDNを応用した高速なMPI_Bcast

従来の並列計算

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SDN制御部

複製  

複製  

1  ,      2    ,      3   3回通信  

本研究の並列計算

1     1回通信  

あるプロセスから全プロセスへデータを送信する関数

MPI_Bcast

SDNを応用した高速なMPI_Allreduce

多数のコモデティな  コンピュータを組み合わせて大きな処理性能を実現

大規模計算機におけるシミュレーションプログラムの実行時間を短縮したい  

大規模計算機ではクラスタ技術が活用されている

ネットワークを柔軟に制御できない

実行中プログラム (プロセス)実行中のプログラム (プロセス)  プロセス間通信

大規模計算機のネットワークを高機能なネットワーク技術SoLware  Defined  Networkingで置き換え，大規模計算の通信時間に要する時間を短縮する

本研究の提案

ネットワーク全体を集中的にソフトウェアで制御できる

SoLware  Defined  Networking  (SDN)  の特徴

パケット複製 パケット流れの制御

スイッチがパケットを複製するように制御 あるパケットを上のスイッチに，あるパケット

を下のスイッチに通すように制御

実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)

実行中プログラム (プロセス)

実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)

実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)

全プロセスのデータを集約し，演算して全プロセスに配布する関数

MPI_Allreduce

実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)実行中プログラム (プロセス)

本研究の並列計算

リンクに輻輳発生  

輻輳回避  

大規模計算機

血流シミュレーション

気象シミュレーション

タンパク質の折りたたみ シミュレーション  

並列プログラムを簡単に開発するためのライブラリ

クラスタ

Message  Passing  Interface  (MPI) 問題を分割して複数のコンピュータで同時に計算する手法

並列計算