超並列計算機用多段結合網における転送性能の解析

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  • Performance Analysis of Multistage Interconnection Network for Massively Parallel Processors
  • チョウヘイレツ ケイサンキヨウ タダン ケツゴウモウ ニ オケル テンソウ セイノウ ノ カイセキ

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抄録

本論文では 並列計算機用相互結合網である多段結合網に対する 確率モデルに基づく理論解析手法を新たに提案する. これまでの同網に対する理論解析は 通信の分野におけるパケット網あるいは回線交換を主として行われており 現在の並列計算機の主流となっているwormhole転送方式をモデルとしたものは数少ない. また それらは解析の都合上 いくつかの制約を持っており そのまま超並列計算機における結合網解析手法として用いるには難しいものも多い. 本論文で提案する手法は 結合網上の各種状態値の確率を厳密に定め それに基づく平均遅延およびバンド幅を マルコフ連鎖等のモデルに比べはるかに低コストで求めることが可能である. 超並列計算機を想定した大規模多段結合網を対象とし 各種パラメータの下で本手法による解析値と計算機シミュレーションによる値を比較した結果 両者が非常に高い精度で一致することを確認した.

In this paper, we propose a new method for theoretical performance analysis of multi-stage interconnection network, based on a probability model. In several researches on that class of network so far, they mainly focused on packet switching and circuit switching networks for telecommunication fields, while there were few works focussing wormhole routing algorithm which is generally used in parallel processing systems. Moreover, these research models have several restrictions due to easy analysis, which is difficult to apply directly for massively parallel processing systems. In our proposing method, we exactly define and estimate all status values in the network, and can estimate the average latency and bandwidth of the network with very low cost compared with other models like Marcov Chain. Comparing with computer simulation results for various conditions and parameters, we confirmed that the results in our method match with them in very high accuracy.

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