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J-GLOBAL ID：201502212402889079   整理番号：15A1039211

GPU向けQCDライブラリQUDAへのTCAアーキテクチャの適用

Applying TCA Architecture to QUDA QCD Library for GPUs

著者 (10件)： 藤田典久 (筑波大 大学院システム情報工学研究科) ,  藤井久史 (筑波大 大学院システム情報工学研究科) ,  藤井久史 (富士通ソフトウェアテクノロジーズ) ,  塙敏博 (東大 情報基盤セ) ,  児玉祐悦 (筑波大 計算科学研究セ) ,  児玉祐悦 (理研 計算科学研究機構) ,  朴泰祐 (筑波大 大学院システム情報工学研究科) ,  朴泰祐 (筑波大 計算科学研究セ) ,  藏増嘉伸 (筑波大 計算科学研究セ) ,  CLARK Mike (NVIDIA Corp., California, USA)
資料名： 情報処理学会論文誌トランザクション コンピューティングシステム(Web)  (情報処理学会論文誌 コンピューティングシステム(Web))
巻： 8  号： 2  ページ： 25-35 (WEB ONLY)  発行年： 2015年06月16日 
JST資料番号： U0477A  ISSN： 1882-7829  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： QUDAはNVIDIAのGraphics Processing Unit(GPU)アクセラレータを利用できるオープンソースのLattice Quantum Chromo-Dynamics(QCD)フレームワークである。本論文では,我々が過去の研究より開発しているGPU間の直接通信を可能にするインターコネクトネットワークであるTightly Coupled Accelerators(TCA)architectureをQUDAに適用する。PCクラスタの異なるノードにあるPCI Express(PCIe)に接続されているアクセラレータ間を低レイテンシで接続するために,TCA architectureの開発を行っている。TCAはノード内のPCIe通信と同様に,GPU等のアクセラレータの間をノードをまたいで通信を可能にする。本論文ではHighly Accelerated Parallel Advanced system for Computational Science with the TCA feature(HA-PACS/TCA)を用いて性能評価を行う。HA-PACS/TCAは高密度GPUクラスタであり,TCA architectureの実証実験環境である。QUDAにTCAを適用した結果,TCAによって通信レイテンシが軽減され,アクセラレータを持つPCクラスタで一般的なInfiniBandよりも良い強スケリーングが達成された。TCAによる実装は,Conjugate Gradient(CG)法の反復あたりの性能がMPI peer-to-peer実装よりも2.19倍高速になり,MPI-3 Remote Memory Access(RMA)実装よりも1.23倍高速であるという結果が得られた。MPIによる実装はどちらの実装もInfiniBand QDRによるネットワークを利用している。(著者抄録)

シソーラス用語： *専用プロセッサ ,  ソフトウェア ,  フレームワーク【ソフトウェア開発】 ,  *データ処理システム ,  *高速計算 ,  *計算機アーキテクチャ ,  ライブラリ【計算機】
準シソーラス用語： *汎用利用GPU ,  ノード間通信 ,  オープンソース ,  *アクセラレータ ,  *TCA【計算機】 ,  QUDA ,  QCDライブラリ

分類 (1件)： 専用演算制御装置  (JC04030Y)

引用文献 (19件)：

• Top500 Supercomputer Sites, available from (http://top500.org/).
• PGI-SIG, PCI Express Base Specification, Rev. 3.0 (2010).
• Clark, M.A., Babich, R., Barros, K., Brower, R.C. and Rebbi, C.: Solving Lattice QCD systems of equations using mixed precision solvers on GPUs, Comput. Phys. Commun., Vol.181, pp.1517-1528 (2010).
• QUDA - A Library for QCD on GPUs, available from (http://lattice.github.io/quda/).
• Babich, R., Clark, M.A., Joo, B., Shi, G., Brower, R.C. and Gottlieb, S.: Scaling lattice QCD beyond 100 GPUs, International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC) (2011).

タイトルに関連する用語 (5件)： GPU ,  QCD ,  ライブラリ ,  TCA ,  アーキテクチャ