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計算科学研究センター システムソフトウェア開発チーム

チームリーダー 石川 裕(D.Eng.)

研究概要

石川 裕 (D.Eng.)

「富岳」は、「京」よりもさらに多くの計算ノードと呼ばれる計算機から構成され、それぞれの計算ノードには沢山のCPUコアが統合されたCPU(メニーコアCPU)が搭載されます。このような大規模な計算機を効率よく管理・制御し、アプリケーションプログラムの最適実行環境を提供するシステムソフトウェアを実現するために、我々は様々な課題に取り組んでいます。システムソフトウェアとはハードウェアを管理・制御するソフトウェアのことです。ここでは、その中から、3つの課題を紹介します。

  • メニーコアCPUの管理
    アプリケーションに対して、どのようにCPUコア群とメモリを割り当てるか、そしてアプリケーションがシステムソフトウェアに要求するサービス内容によって、アプリケーションの実行性能が大きく変わります。現在広く使われているLinuxシステムソフトウェア上で動作しているアプリケーションを改変することなく、メニーコアCPU上でアプリケーションが要求するサービスのみを提供し最適な実行環境を提供するシステムソフトウェアを開発します。
  • 通信速度
    計算ノードの性能向上に比べ、計算ノード間の通信遅延の改善は大変難しい課題です。沢山の計算ノードを使ったアプリケーション実行では通信速度が実行性能に影響します。アプリケーション開発者との協調設計により、通信遅延を短くする通信ソフトウェアを開発します。
  • 大容量データ転送
    従来の計算機ではアプリケーションが実行される毎に必要なデータが、グローバルストレージからローカルストレージそして計算ノードへと転送され、計算後、結果のデータが逆の順番で転送されていました。通常、データ転送時間を短くするために高速ネットワークが必要ですが、そのためのハードウェアおよび電力が必要となり費用もかかります。そこでネットワークハードウェア量を増やさず、アプリケーションが要求するデータを最適配置し転送時間を短くするためのソフトウェアを開発します。

研究主分野

  • 情報学

キーワード

  • オペレーティングシステムと実行時ライブラリ
  • 通信ライブラリ
  • ファイルI/Oライブラリ

主要論文

  • 1.Atsushi Hori, Min Si, Balazs Gerofi, Masamichi Takagi, Jai Dayal, Pavan Balaji, and Yutaka Ishikawa.:
    "Process-in-process: techniques for practical address-space sharing"
    International Symposium on High-Performance Parallel and Distributed Computing (HPDC '18), (Karsten Schwan Best Paper Award), (2018).
  • 2.Min Si, Antonio J. Peña, Jeff R. Hammond, Pavan Balaji, Masamichi Takagi, Yutaka Ishikawa.:
    "Dynamic Adaptable Asynchronous Progress Model for MPI RMA Multiphase Applications"
    IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst, Vol. 29, No. 9, pp. 1975-1989, (2018).
  • 3.Tatiana V. Martsinkevich, Balazs Gerofi, Guo-Yuan Lien, Seiya Nishizawa, Wei-keng Liao, Takemasa Miyoshi, Hirofumi Tomita, Alok N. Choudhary, and Yutaka Ishikawa.:
    "DTF: An I/O Arbitration Framework for Multi-component Data Processing Workflows"
    Proceedings for the 33rd ISC High Performance conference, (2018).
  • 4.Masayuki Hatanaka, Masamichi Tanaka, Atsushi Hori and Yutaka Ishikawa.:
    "Offloaded MPI Persistent Collectives using Persistent Generalized Request Interface"
    EuroMPI/USA 2017, (2017).
  • 5.Balazs Gerofi, Rolf Riesen, Robert W. Wisniewski and Yutaka Ishikawa.:
    "Toward Full Specialization of the HPC System Software Stack: Reconciling Application Containers and Lightweight Multi-kernels"
    International Workshop on Runtime and Operating Systems for Supercomputers (ROSS), held in conjunction with ACM International Symposium on High-Performance Parallel and Distributed Computing (HPDC), (Best Paper Award), (2017).
  • 6.Takemasa Miyoshi, Guo-Yuan Lien, Shinsuke Satoh, Tomoo Ushio, Kotaro Bessho, Hirofumi Tomita, Seiya Nishizawa, Ryuji Yoshida, Sachiho A. Adachi, Jianwei Liao, Balazs Gerofi, Yutaka Ishikawa, Masaru Kunii, Juan Ruiz, Yasumitsu Maejima, Shigenori Otsuka, Michiko Otsuka, Kozo Okamoto, Hiromu Seko.:
    "'Big Data Assimilation' Toward Post-Petascale Severe Weather Prediction: An Overview and Progress"
    Proceedings of the IEEE 104(11): 2155-2179, (2016).
  • 7.Jianwei Liao, Balazs Gerofi, Guo-Yuan Lien, Seiya Nishizawa, Takemasa Miyoshi, Hirofumi Tomita and Yutaka Ishikawa.:
    "Toward a General I/O Arbitration Framework for netCDF based Big Data Processing"
    International European Conference on Parallel and Distributed Computing (Euro-Par), (2016).
  • 8.Balazs Gerofi, Masamichi Takagi, Gou Nakamura, Tomoki Shirasawa, Atsushi Hori and Yutaka Ishikawa.:
    "On the Scalability, Performance Isolation and Device Driver Transparency of the IHK/McKernel Hybrid Lightweight Kernel"
    IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS), (2016).
  • 9.Balazs Gerofi, Masamichi Takagi, Yutaka Ishikawa, Rolf Riesen, Evan Powers and Robert W. Wisniewski.:
    "Exploring the Design Space of Combining Linux with Lightweight Kernels for Extreme Scale Computing"
    International Workshop on Runtime and Operating Systems for Supercomputers (ROSS), held in conjunction with ACM International Symposium on High-Performance Parallel and Distributed Computing (HPDC), (Best Paper Award) (2015).
  • 10.Taku Shimosawa, Balazs Gerofi, Masamichi Takagi, Gou Nakamura,Tomoki Shirasawa, Yuji Saeki, Masaaki Shimizu, Atsushi Hori and Yutaka Ishikawa.:
    "Interface for Heterogeneous Kernels: A Framework to Enable Hybrid OS Designs targeting High Performance Computing on Manycore Architectures"
    Proceedings of IEEE International Conference on High Performance Computing, (2014).

関連リンク

メンバーリスト

主宰者

石川 裕
チームリーダー

メンバー

髙木 将通
上級研究員
堀 敦史
研究員
GEROFI Balazs
研究員
森江 善之
研究員
庄司 文由
開発研究員
宇野 篤也
開発研究員
塚本 俊之
開発研究員
山本 啓二
開発研究員
畑中 正行
開発研究員
辻田 祐一
開発研究員
小倉 崇浩
開発研究員
MARTSINKEVICH Tatiana
特別研究員
亀山 豊久
テクニカルスタッフⅠ
南里 豪志
客員研究員

お問い合わせ先

〒650-0047 神戸市中央区港島南町7-1-26

yutaka.ishikawa [at] riken.jp
※[at]は@に置き換えてください。

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