高効率なI/Oと軽量性を両立するマルチスレッド処理系の設計と実装

中島 潤

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アイテムタイプ	学位論文 / Thesis or Dissertation
言語	日本語
その他のタイトル	Design and Implementation of Multithread Framework that Manages both Efficient I/O and Lightweight Thread
著者	中島潤
著者別名	Nakashima Jun
著者所属	東京大学大学院情報理工学系研究科電子情報学専攻
Abstract	次世代の並列計算機の性能を十分に引き出すためには, そのあらゆる階層について, 並列性を十分に活用することを意識してアプリケーションを記述することが求められる. そのうえ, 既存の並列処理系の多くは動的な負荷分散を提供していないため, 適合格子細分化法などのそれが必要となる手法を用いたアプリケーションを記述する際には, 負荷分散のための処理も記述しなくてはならない. これは開発者にとって大きな負担である. そこで我々は, アプリケーションの並列性に応じてスレッドを生成・破棄し, それらが自由に通信を行う, という直感的な形で高性能な並列分散アプリケーションを記述するためのマルチスレッド処理系, MassiveThreadsを提案している. これは, (1)軽量なスレッド管理(2)マルチコア上でのスケーラブルな負荷分散(3)大量のスレッドによるI/Oの効率的な実行(4)既存のマルチスレッド処理系からスムーズに移行できるインターフェース, の4つの特徴をもつマルチスレッド処理系である. 本論文では, MassiveThreadsの設計と実装について述べる. MassiveThreadsは, 既存のマルチスレッド処理系が軽量なスレッド管理や効率的なI/Oのために利用している手法をベースとして, それらを既存のコードとも高い親和性をもち, なおかつマルチコア上でスケーラブルに動作するよう拡張して組み合わせることで, 上に述べた4つの特徴を達成している. 次にマイクロベンチマークによって, MassiveThreadsが既存のマルチスレッド処理系と比較しても遜色ない軽量性, 負荷分散能力, 高いネットワークI/Oのスループットを兼ね備えていることを確認した. さらに, 適合格子細分化法による移流計算をMassiveThreadsを用いて並列化した結果, 動的な負荷分散によって静的な領域分割よりも高い実行性能と良好な負荷分散が得られ, 実アプリケーションにおけるMassiveThreadsの有効性を確認することができた.
発行年	2011-03-24
日本十進分類法	007
学位名	修士(情報理工学)
学位	master
研究科・専攻	情報理工学系研究科電子情報学専攻
学位授与年月日	2011-03-24

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