並列プログラムの性能デバッギングを支援するアニメーション化ツール: 「かのこ」
概要
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並列プログラムの挙動の可視化の研究です。 内部モデルに基づいて並列プログラムの性能チューニングを行い、それを反映させる研究を行いました。 また、プロセッサや通信路の動的な負荷を、力学モデルにおけるノードの質量やノード間引力にマッピングし、そのモデルの振舞いをシミュレートすることにより、物体移動や構造変形のアニメーションとして表示し、適切な負荷分散に役立てる可視化手法を明らかにしました。 |
キーワード
並列プログラム、性能チューニング、モデル、シミュレーション、可視化
説明
並列プログラムの性能デバッギングを支援するアニメーション化ツール: 「かのこ」 についてです。
負荷分散状況スナップショット例
8台のプロセッサにFibonacci数の計算を割当てる際の負荷分散による通信負荷の偏りを可視化しています。
プロセッサ間の通信によって、力学モデルのノード間に引力が働くというマッピングをした際の例です。ノード間には一定の斥力が働いています。
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(a)初期状態 |
(b) ランダム負荷分散 |
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(c) リング状負荷分散 |
(d) トーラス状負荷分散 |
3次元メッシュ構造のスナップショット例
3次元メッシュ構造の通信路を有する並列計算機における通信負荷と計算負荷を可視化しています。
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(a)初期状態 |
(b) 均一な通信状態 |
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(c) 不均一な通信状態 |
(d) 不均一な通信状態 |
関連研究
関連する発表
モデルベースの性能チューニング手法の研究も含みます。
- 大澤 範高, 弓場 敏嗣, "並列プログラムの性能デバッギングを支援するアニメーション化ツール:かのこ", 情報処理学会論文誌, Vol.39, No.11, pp.3111-3121, (1998/11).
- Noritaka Osawa, Kei Hisano and Toshitsugu Yuba, "A Performance Debugging System Based on an Internal Model," 情報処理学会論文誌, Vol.39, No.2, pp.492-505, (1998/02).
- Noritaka Osawa, "An Enhanced 3-D Animation Tool for Performance Tuning of Parallel Programs Based on Dynamic Models," ACM 2nd SIGMETRICS Symposium on Parallel and Distributed Tools (SPDT98), pp.72-80,(1998/08).
- Yoshiki Yamaguchi, Noritaka Osawa and Toshitsugu Yuba, "3D Animation Based on Dynamic System Modeling for Parallel Discrete Event Simulation Systems," 9th European Simulation Symposium (ESS97), pp.259-263, (1997/10).
- Noritaka Osawa, and Toshitsugu Yuba, "Three Dimensional Animation for Performance Debugging Utilizing Human Cognitive Ability," 6th IFIP Conf. on Human-Computer Interaction (Interact97), pp.102-103, (1997/07).
- Noritaka Osawa, Hisaya Morita and Toshitsugu Yuba, "Animation For Performance Debugging Of Parallel Computing Systems," ACM 2nd Symp. on Virtual Reality Modeling Language (VRML97), pp.101-107, (1997/02).
- Noritaka Osawa, Kei Hisano and Toshitsugu Yuba, "A Visual Performance Debugging System," Proc. of the 29th Hawaii Int'l Conf. on System Sciences (HICSS-29), pp.300-309 (1996/01).
- 大澤 範高, 弓場 敏嗣, "並列プログラムの性能デバッギングを支援するアニメーション化ツール「かのこ」", 並列処理シンポジウム JSPP'97, pp.305-312, (1997/05).
- 大澤 範高, 弓場 敏嗣, "力学系モデルを利用した並列計算機動作状態のアニメーション", 日本ソフトウェア科学会第4回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ (WISS '96), 近代科学社, pp.189-197, (1996/12).
今後の予定
より広いクラスの並列分散プログラムを対象とし、効果的な性能チューニングができるシステムおよび大規模並列分散プログラムの実行時に状況を見て実行を制御するステアリングを可能とするシステムの研究を行う予定です。
また、力学モデル、熱モデルに基づく可視化手法の有効性を、Web、SNS等のアクセスを対象に研究する予定です。