電力制約スーパーコンピューティングにおける製造ばらつき問題とその対策 --大規模計算機システムを対象とした電力バジェット配分法の提案--

Abstract

最近のプロセッサでは製造プロセスに起因した消費電力ばらつきが大きくなっている．この消費電力ばらつきは，電力制約条件下では演算性能ばらつきにつながり，消費電力問題が重要課題である将来のスーパーコンピュータ （スパコン） における大幅な性能低下の原因になると考えられる．本研究では，九州大学で運用されているスパコンを対象として，プロセッサ間の消費電力ばらつきがどの程度大きいのかを調査し，また，それが電力制約下での HPC アプリケーションプログラム （HPC アプリ） の性能にどのような影響を与えるかを解析した．さらに，消費電力ばらつきが存在するシステム利用時に， HPC アプリの電力制約下での実行性能を最大化するために，簡便でアプリ依存，かつ，スケーラブルな電力配分手法を提案して，いくつかの HPC アプリに対する性能評価を行った．その結果，アプリ非依存で消費電力ばらつきを考慮しない電力配分方法を適用した場合に比べて，提案手法では最大 2.7 倍の性能向上が得られた．