Cell Broadband Engineクラスタにおける開発負担軽減のためのミドルウェアの実装と評価

摘要

Although accelarators have become prevalent in recent years, it is still difficult to implement many applications on them because special programming techniques and trainings are often required. To write effective parallel program on PC cluster environment with multi-core processors requires two types of programming techniques: multi-thread programming to use multiple cores, and inter-node programming using communication libraries such as mpich or OpenMPI. In order to reduce such programming cost, in this report, we propose a program development middleware which targets Cell Broadband Engine (Cell/B.E.) cluster. Using this mechanism, developers can use Cell/B.E.'s computational resources effectively without inter-node programming nor thread control. As a result of evaluations compared with OpenMPI implementation using two types of benchmark programs, the middleware could reduce 40% of these program steps, and achieved 90% of OpenMPI execution performance in maximum.%一般的にクラスタの計算資源を利用するためには，mpichやOpenMPIなどのライブラリを利用したプログラミングを行う必要がある.その場合，各プロセッサのノード聞通信の制御に加え，Cell／B.E.内の制御を行う必要があり，2重の制御プログラムを記述する必要がある.上記の負担を軽減するため，本研究報告では、Cell Broadband Engine（Cell／B.E.）を含むクラスタにおいて，ネットワークで接続されたマシンから仮想的に計算資源を扱い，ノード間通信を意識しないプログラム開発を支援するためのミドルウェアを提案し，その実装について述べる.本ミドルウェアを用いることで，通常のCell／B.E.プログラムと同様のスケールメリットが得られる.また2種類のアプリケーションを用いた評価の結果，一般的な通信ライブラリであるOpenMPIを用いたプログラム実行と比較して，ステップ数がそれぞれ約40％短縮され，かつ最大で90％の性能を達成することが確認できた.