科学技術計算におけるソフトウェア自動チューニング:0.編集にあたって

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(1)特集. 科学技術計算におけるソフトウェア自動チューニング < 概論 > 1. ソフトウェア自動チューニングの枠組み 2. ソフトウェア自動チューニング技術の研究動向 < ソフトウェア自動チューニングを支える基盤 > 3. ソフトウェア自動チューニングの数理 4. ソフトウェア自動チューニング記述のための計算機言語 5. ソフトウェア自動チューニングのための支援ツール < ソフトウェア自動チューニング技術の応用 > 6. 自動チューニング機能付き数値計算ライブラリ 7. 自動チューニングの適用事例：量子化学計算と信号処理 8. 並列反復法と自動チューニング. ─マルチコア時代の並列プログラミングモデル─. 9. MPI 通信ライブラリの自動チューニング 10. GPU コンピューティングにおけるソフトウェア自動チューニング. 476. 情報処理 Vol.50 No.6 June 2009.

(2) Special Features. 特集科学技術計算におけるソフトウェア自動チューニング. 編集にあたって片桐孝洋東京大学 GPU（Graphics Processing Unit），Cell，および 1 ソケ. 動チューニング記述のための計算機言語」（片桐）は，自. ット上に複数 CPU を搭載したマルチコア型の計算機が. 動チューニング記述用計算機言語の代表であり，また世. 浸透している．このように多様化・複雑化された計算機. 界の先駆でもある ABCLibScript の解説である．「ソフト. 環境のもとで，アルゴリズム再構築を含むプログラムの. ウェア自動チューニングのための支援ツール」（伊藤）は，. 性能チューニングが問題となっている．たとえば，コア. 利用ユーザを定義し支援ツールがどのような機能を持つ. へのプロセス割り当て方式や，深く階層化されたキャッ. べきかを解説する．. シュの影響から，予測不能な条件において演算時間が激. 第 3 部は，ソフトウェア自動チューニング技術の応. しく変動する問題（性能不安定性）が起こっている．ま. 用事例の解説である．取り上げる事例は，実績があるも. た，コンパイラ最適化がきわめて不十分で，単純コード. の，適用範囲が広いもの，一般的なものを基準にし，以. では理論ピーク性能に対し数 % しか性能を引き出せな. 下の順番とした．まず，「自動チューニング機能付き数. い．そこで，高性能化のコスト削減や技術者不足をおぎ. 値計算ライブラリ」（黒田，直野，岩下）は，この分野の. なう新技術として，数値計算ライブラリの自動チューニ. 主要成果である数値計算ライブラリへの自動チューニン. ング（ソフトウェア自動チューニング）技術が国内外で注. グ適用について，現状を網羅的に解説する．「自動チュ. 目されている．自動チューニングの諸問題を解決するに. ーニングの適用事例：量子化学計算と信号処理」（山本）. は，機械学習，データマイニング，自己再構成，動的適. は，2 つの実用アプリケーションにおける自動チューニ. 用，プログラム自動生成などの先進技術の適用が期待さ. ングの適用条件と事例について解説する．「並列反復法. れる．. と自動チューニング」（中島）は，マルチコア時代のプロ. 本特集では，ソフトウェア自動チューニング技術の最. グラミングモデルに MPI と OpenMP のハイブリッドモ. 新研究動向について，理論，計算機言語，数値計算ライ. デルをあげ，アプリケーションレベルで必要とされる自. ブラリ，通信ライブラリ，そしてアプリケーションの立. 動チューニング機能について解説する．「MPI 通信ライ. 場から広く解説を行う．ソフトウェア自動チューニング. ブラリの自動チューニング」（今村）は，MPI（Message. 研究は，米国の数値計算コミュニティにおいて 90 年代. Passing Interface）レベルの通信実装方式選択の自動チュ. 後半に始まったものであるが，コンピュータサイエンス. ーニングを解説する．「GPU コンピューティングにおけ. と計算科学の境界分野（学際分野）として，かつ汎用的な. るソフトウェア自動チューニング」（滝沢）は，GPU を. 枠組みを意識し研究が行われているのは日本のみである．. 描画処理以外の用途に用いる GPGPU(General Purpose. 本特集では，上記の背景を鑑み 3 部構成とした．. GPU) でストリーミング処理に特化した計算機言語と実. 第 1 部は，概論である．「ソフトウェア自動チューニ. 行時自動チューニングの必要性を解説する．. ングの枠組み」（弓場，片桐）は，ソフトウェア自動チュ. 本特集で取り上げられなかった事例がある．たとえば，. ーニングの定義に始まり世代論に至る当該分野の解説. 組込み系や省電力化への適用，および，次世代スーパー. を鳥瞰的に行う．「ソフトウェア自動チューニング技術. コンピュータ（ペタコン）への適用可能性である．これら. の研究動向」（直野）は，10 年余りの研究動向を概観し，. の事例はいずれも，ソフトウェア自動チューニングによ. 研究動向が高い概念レベルの最適化に移りつつあること. る高速化・最適化が期待されている分野である．. を指摘する．. 最後に，現在まで日本で継続的に行われてきたソフト. 第 2 部は，ソフトウェア自動チューニングを支える. ウェア自動チューニング研究の全体像が読者に伝わるの. 基盤の解説である．「ソフトウェア自動チューニングの. であれば至上の喜びである．. 数理」（須田）は，自動チューニングにおける最適化を数. （平成 21 年 3 月 31 日）. 理的側面から分かりやすく解説する．「ソフトウェア自情報処理 Vol.50 No.6 June 2009. 477.

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