分布定数系生体機能モデルの並列シミュレーションにおけるデータ分割改善手法

摘要

本研究ではMPI向けの生体機能シミュレーションプログラムのデータ分割を自動で変更することでシミュレーションを高速化する手法を提案する．生体機能シミュレーションでは，通常偏微分方程式系で記述された細胞モデルを扱う．細胞モデルとして与えられた偏微分方程式系を，多数の細胞ごとに，時間発展計算の形で大規模な数値計算を行う．この計算時間を短縮するために，複数のPE（Processor Element）からなる並列計算機による並列化が求められる．MPI（Message Passing Interface）などを用いて，各PEが相互に必要となるデータをやりとりしつつ，各PEに細胞群を分担させ計算させる．細胞群の分割次第では，それぞれのPE間で実行時間に差異が生まれる．PE間に実行時間の差があると，シミュレーションに必要な実行時間が大きくなる．そこで本論文では，細胞群の分割を自動で変更することで，PE間の実行時間を平準化する手法を提案する．PE間の実行時間が平準化することで，実行時間が遅いPEをなくし，生体機能シミュレーション全体の高速化を実現することを目的とする．