地球観測衛星プロダクト作成処理におけるGPU利用の試行
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2024年2月～2025年1月)
報告書番号: R24JER49902
利用分野: 宇宙技術
- 責任者: 前島弘則, 第一宇宙技術部門地球観測統括
- 問い合せ先: 山内 晃(yamauchi.akira@jaxa.jp)
- メンバ: 蘭 幸太郎, 相澤 隆明, 出口 聡, 今中 誠, 木村 圭祐, 城井 洋生, 小出 理史, 河瀬 祥子, 松本 亘, 豊田 正則, 前田 唯, 中山 拓也, 山内 晃
事業概要
地球観測衛星プロダクト作成処理ソフトウェアをGPUによる並列実行向けに改変し, JAXAスーパーコンピュータシステム（JAXA Super Computer System 3, JSS3）上で実行・計測した結果を用いてGPU利用の有効性について試行する.
参照URL
なし
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
JSS3は多数のGPUを搭載しており, 大規模な並列計算を効率的に行うことができ, 本事業のGPU利用による高速化検証を行うのに最適であった. また, 計算機の環境設定を行う上でもJSS3はすでに環境が整備されているために本事業を滞りなく遂行することができた.
今年度の成果
地球観測衛星プロダクト作成処理ソフトウェアのGPUを用いた高速化検証では, 現状のソースコードでは並列計算の規模が小さく, メモリ操作のオーバーヘッドにより高速化が難しいことが判明した. 対象ソフトウェアの処理は, GPU計算に最適なループ処理を施すなどのアルゴリズム自体の見直しが必要となる. Fortran言語は数値計算においてC言語よりも処理速度が速い傾向があるが, 最適化レベルを上げることでその差が縮まる. GPU利用による高速化には, ライブラリやコンパイラの機能, 統一言語仕様や, メモリ操作の検討が必要となる.
今後, 地球観測衛星プロダクトのアルゴリズムをGPU計算に対応させるためには, 出力結果の妥当性を維持しながら, I/O処理や初期化処理の分離, メモリ操作タイミングを意識した改変が必要となってくる.
成果の公表
なし
JSS利用状況
計算情報
- プロセス並列手法: 非該当
- スレッド並列手法: 非該当
- プロセス並列数: 1
- 1ケースあたりの経過時間: 120 分
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.01
内訳
JSS3のシステム構成や主要な仕様は、JSS3のシステム構成をご覧下さい。
| 計算システム名 | CPU利用量(コア・時) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| TOKI-SORA | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-ST | 2251.59 | 0.00 |
| TOKI-GP | 1820.25 | 0.03 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TST | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TGP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TLM | 0.00 | 0.00 |
| ファイルシステム名 | ストレージ割当量(GiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| /home | 1040.35 | 0.70 |
| /data及び/data2 | 104090.00 | 0.50 |
| /ssd | 30720.00 | 1.65 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 0.00 | 0.00 |
|---|
※1 総資源に占める利用割合：3つの資源(計算, ファイルシステム, アーカイバ)の利用割合の加重平均.
※2 資源の利用割合：対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.
ISV利用量
| 利用量(時) | 資源の利用割合※2(%) | |
|---|---|---|
| ISVソフトウェア(合計) | 0.00 | 0.00 |
※2 資源の利用割合：対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2024年2月～2025年1月)