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J-GLOBAL ID：201502230990170872   整理番号：15A0472282

Tightly Coupled Acceleratorsアーキテクチャに基づくGPUクラスタの構築と性能予備評価

Development and Preliminary Evaluation of GPU Cluster Based on Tightly Coupled Accelerators Architecture

著者 (4件)： 塙敏博 (筑波大 計算科学研究セ) ,  児玉祐悦 (筑波大 計算科学研究セ) ,  朴泰祐 (筑波大 計算科学研究セ) ,  佐藤三久 (筑波大 計算科学研究セ)
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： 6  号： 4  ページ： 14-25 (WEB ONLY)  発行年： 2013年10月30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： GPUなどの演算加速装置を用いたクラスタがHPCシステム向けに広く使われている。しかしこのようなクラスタでは,ノード間をまたがる演算加速装置間の通信において,CPUを介した複数回のメモリコピーが必要であった。このレイテンシ増加はアプリケーション性能を著しく低下させる。そこで,筑波大学計算科学研究センターでは,大規模GPUクラスタであるHA-PACSとしてコモディティ技術による大規模GPUクラスタ部分に加え,ノード間接続およびGPU間接続に,レイテンシとバンド幅の改善を目指した独自開発の密結合並列演算加速機構TCA(Tightly Coupled Accelerators)の開発を行っている。本論文では,TCAを実現する通信機構PEACH2とその基本転送性能の評価について述べる。さらにTCAを用いたアプリケーションの予備評価として,隣接2ノード間のping-pong通信における性能を測定し,従来の通信機構と比較した。その結果,ノードをまたぐCPUメモリ間転送では,最小レイテンシは0.9μsを実現し,最大バンド幅は3.5GB/sと,理論ピークの96%の性能が得られた。ノードをまたぐGPUメモリ間転送においては,最小で2.3μsのレイテンシを実現し,短いメッセージ長ではCUDAによるノード内GPU間転送を超える性能を示した。(著者抄録)

シソーラス用語： *専用プロセッサ ,  汎用性 ,  *入出力インタフェイス ,  *相互結合網 ,  プログラミング環境 ,  性能評価 ,  スーパコンピュータ ,  高速計算 ,  *データ転送 ,  待ち時間 ,  並列演算 ,  帯域幅
準シソーラス用語： GPGPU ,  PCI Express ,  CUDA ,  アクセラレータ ,  レイテンシ

分類 (1件)： 専用演算制御装置  (JC04030Y)

引用文献 (20件)：

• Dongarra, J., Meuer, H., Stromaier, E. and Simon, H. : TOP500 List, available from〈http://www.top500.org/〉.
• 塙敏博,児玉祐悦,朴泰祐,佐藤三久:Tightly Coupled Accelerators アーキテクチャのための通信機構,情報処理学会研究報告(計算機アーキテクチャ),Vol.2012-ARC-201,No.26,pp.18(2012).
• 朴泰祐,佐藤三久,塙敏博,児玉祐悦,高橋大介,建部修見,多田野寛人:演算加速装置に基づく超並列クラスタHA-PACSによる大規模計算科学,情報処理学会研究報告(ハイパフォーマンスコンピューティング),Vol.2011-HPC-130,No.21,pp.17(2011).
• NVIDIA Corp.: NVIDIA Tesla Kepler GPU Computing Accelerators, available from (http://www.nvidia.co.jp/content/tesla/pdf/Tesla-KSeries-Overview-LR.pdf).
• NVIDIA Corp.: NVIDIA GPUDirect, available from (http://developer.nvidia.com/gpudirect).

タイトルに関連する用語 (4件)： アーキテクチャ ,  GPUクラスタ ,  構築 ,  評価