スパースモデリングのための高速・省電力計算

藤澤　克樹

あらまし

藤澤　克樹

Vol.99 No.5pp.444-449

発行日:2016/05/01

Online ISSN:2188-2355

Print ISSN:0913-5693

種別:特集　スパースモデリングの発展──原理から応用まで──

専門分野:

キーワード:
最適化問題, 高性能計算, グラフ解析, スーパコンピュータ,

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あらまし:
現在，複雑化＆大規模化が進んでいる実問題に対しては高次元データに普遍的に内在するスパース（疎）性を利用するスパースモデリングの手法が大きな期待を集めている．しかしデータのスパース性は最新の計算機アーキテクチャ上での計算性能を大幅に低下させる要因の一つとなっている．データのスパース化は劇的にデータ量や演算量を減らす効用がある一方で，データ構造の複雑化をもたらし単純なデータ構造を前提とした大規模並列実行性を低下させる可能性があり，更にデータ移動量の増大から電力性能を悪化させる可能性が高い．そのため本研究プロジェクトでは当該領域内での計算需要の増大（特にグラフ探索や数理最適化問題）と実問題への大規模計算時に遭遇する問題を考慮して以下の二つを主目的とする．（1）最新の計算機アーキテクチャ上でのスパースデータの多階層メモリへの配置手法及び高速かつ省電力計算手法の開発と検証．（2）（1）の技術を活用したソフトウェア実装方式の提供及びグラフ探索及び数理最適化用のソフトウェアの開発と評価．代表的な最適化問題（数理計画問題）である半正定値計画問題（SDP）や混合整数計画問題（MIP）に対するソフトウェアにも同様の手法を適用する．本稿では，グラフ解析や最適化問題を例にスパースモデリングのための高速・省電力計算に関する研究を取り上げ，大規模な問題に対して極めて高い性能が得られることを示す．

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