講演抄録/キーワード |
講演名 |
2020-03-06 10:55
選択的な低処理遅延データ圧縮による高バンド幅相互結合網 ○丹羽直也(慶大)・平澤将一・鯉渕道紘(NII)・天野英晴(慶大) VLD2019-126 HWS2019-99 |
抄録 |
(和) |
本技報では,並列計算で発生する通信データを低遅延で圧縮することにより,end-to-end実効スループットを仮想的に向上させる通信技術を探求する.HPC(High-Performance Computing) 相互結合網では,通信データの圧縮と解凍の時間オーバヘッドを数十~数百ナノ秒オーダーに抑えることが必要となる.そこで,本研究では,まず,通信データをビット列レベルで低遅延にて圧縮する.通信データが整数値の場合,連続する``0''のビット列を圧縮する可逆圧縮を用いる.本可逆圧縮によって,NAS Parallel Benchmarks(NBP) IS の通信データの圧縮率1.75 倍,巡回セールスマン問題を蟻コロニー最適化で解くプログラムにおいて同圧縮率3.0 倍を達成した.一方,通信データが近似可能な浮動小数点の場合,仮数部のLSB(Least Significant Bit)から連続するビット数を,その該当範囲内の数値の平均値に丸める非可逆アルゴリズムを用いる.本非可逆アルゴリズムを用いた場合,NBP のCG で同1.8 倍の圧縮率,FT で同1.6 倍の圧縮率を達成した.そして,そのデータ圧縮の効果により,典型的な4x4x4 3次元トーラスの並列計算機のシミュレーションにおいて,同CGの実行時間を22%削減することができた.
次に,これらのデータ圧縮技術を選択的に用いて,通信遅延とスループットの両面で優れた相互結合網を設計する.具体的には,輻輳が発生し,ネットワーク負荷が高い場合には,すべてのデータを圧縮し,ネットワーク負荷を抑える.一方,ネットワーク負荷が下がってきた場合,一部のデータは非圧縮で転送することで平均通信遅延を抑える.そして,低負荷時はすべてのパケットを圧縮せずに,低遅延通信を行う.サイクルアキュレートネットワークシミュレーションの結果,データ圧縮の可否の切り替えは,スイッチ単位と比べてエンドデバイス(ホスト)単位で行う方法が効果的であることが分かった. |
(英) |
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キーワード |
(和) |
相互結合網 / データ圧縮 / 並列計算 / Approximate Computing / / / / |
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文献情報 |
信学技報, vol. 119, no. 443, VLD2019-126, pp. 185-190, 2020年3月. |
資料番号 |
VLD2019-126 |
発行日 |
2020-02-26 (VLD, HWS) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) |
PDFダウンロード |
VLD2019-126 HWS2019-99 |
研究会情報 |
研究会 |
HWS VLD |
開催期間 |
2020-03-04 - 2020-03-07 |
開催地(和) |
沖縄県青年会館 |
開催地(英) |
Okinawa Ken Seinen Kaikan |
テーマ(和) |
システムオンシリコンを支える設計技術, ハードウェアセキュリティ, 一般 |
テーマ(英) |
Design Technology for System-on-Silicon, Hardware Security, etc. |
講演論文情報の詳細 |
申込み研究会 |
VLD |
会議コード |
2020-03-HWS-VLD |
本文の言語 |
日本語(英語タイトルなし) |
タイトル(和) |
選択的な低処理遅延データ圧縮による高バンド幅相互結合網 |
サブタイトル(和) |
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タイトル(英) |
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サブタイトル(英) |
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キーワード(1)(和/英) |
相互結合網 / |
キーワード(2)(和/英) |
データ圧縮 / |
キーワード(3)(和/英) |
並列計算 / |
キーワード(4)(和/英) |
Approximate Computing / |
キーワード(5)(和/英) |
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キーワード(7)(和/英) |
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キーワード(8)(和/英) |
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第1著者 氏名(和/英/ヨミ) |
丹羽 直也 / / ニワ ナオヤ |
第1著者 所属(和/英) |
慶應義塾大学 (略称: 慶大)
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第2著者 氏名(和/英/ヨミ) |
平澤 将一 / / ヒラサワ ショウイチ |
第2著者 所属(和/英) |
国立情報学研究所 (略称: NII)
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第3著者 氏名(和/英/ヨミ) |
鯉渕 道紘 / / コイブチ ミチヒロ |
第3著者 所属(和/英) |
国立情報学研究所 (略称: NII)
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第4著者 氏名(和/英/ヨミ) |
天野 英晴 / / アマノ ヒデハル |
第4著者 所属(和/英) |
慶應義塾大学 (略称: 慶大)
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第5著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第6著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第7著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第10著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第11著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第12著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第13著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第14著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第15著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第18著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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第20著者 氏名(和/英/ヨミ) |
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講演者 |
第1著者 |
発表日時 |
2020-03-06 10:55:00 |
発表時間 |
25分 |
申込先研究会 |
VLD |
資料番号 |
VLD2019-126, HWS2019-99 |
巻番号(vol) |
vol.119 |
号番号(no) |
no.443(VLD), no.444(HWS) |
ページ範囲 |
pp.185-190 |
ページ数 |
6 |
発行日 |
2020-02-26 (VLD, HWS) |
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