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関連情報

HPCチューニングサービス

Fortranなどのプログラムの高速化、並列化
マルチコア/マルチプロセッサ向け移植

・ 自作プログラムを実行するのに時間が掛かりすぎる。その原因が知りたい・・・

・ 今使っているPCやサーバの性能を十分に引き出せていないのでは・・・

・ 高速化するには具体的にどんな方法があるか知りたい・・・

・ 性能を改善したいが、分析やチューニング作業は専門家に任せたい・・・

・ とにかく高速化したい!

このようなお悩みの際には、是非NAGのHPCチューニングサービスへご依頼ください。
当社の数値計算技術者がお客様のプログラムを分析し、ご希望に応じて、効率を改善してアップデートしたプログラムコードを、再びお客様のお手元にお届けします。

HPCチューニングサービスとは?

本サービスは現在お客様がご利用中の各種科学技術計算プログラム(Fortran、C/C++などのプログラム)の改善(分析及び書き換え)をNAGの技術者が行い、パフォーマンスの改善、スケーラビリティーの改善、シリアルプログラムの並列化等を実現して頂くためのサービスです。

本サービスのご依頼、チューニングや高速化業務の委託のお問い合わせはコンサルティングサービス・ご相談フォームをご利用下さい。
注)本サービスは法人・研究機関様向けのサービスです。

SOFTAR DL_POLY
パフォーマンスの改善例
SoFTaR(燃焼コード)の事例
スケーラビリティーの改善例
DL_POLY(分子動力学シミュレーション)の事例

本サービスでご提供する具体的なチューニング内容については、チューニングメニューをご覧ください。

本サービスにおける代表的な成功事例をご参照ください。その他の多くの事例は、ベンチマーク解析事例事例一覧からご参照ください。

GPUやメニーコアCPUへの移植や性能改善に関するサービスについては、GPU&メニーコア・サービスページをご覧ください。

チューニングメニュー

本サービスでご提供する具体的なコード最適化では、以下のような様々なお客様のご要望に応じて対応が可能です。

  • OpenMPやMPIによる並列処理を適用して高速化したい
  • GPU/メニーコアCPUへ移植して高速化したい
  • 通信を高速化したい
  • ファイルI/Oを高速化したい
  • ベクトル化チューニングをしたい
  • コードが使用するメモリー量を削減したい
  • 収束回数の改善をしたい
  • 領域分割手法を改善したい
  • 外部参照ライブラリに対するパラメータをチューニングしたい
  • 組込みシステムなど専用のシステムへ移植したい
  • その他・・・

本サービスでは、最初にお預かりしたプログラムとテストデータを用いて性能プロファイリングとコスト分析を行います。お客様のご要望に応じて、アルゴリズム分析も可能です。これら分析結果から、弊社から適切あるいは可能と判断/予測する様々な最適化オプションをご提示いたします。その後、お客様のご要望やご予算に応じて自由にオプションメニューを選択していただきます。

本サービスでご提供する「サービスの流れ」と「サービス内容」の説明については、以下の項目をご参照ください。
具体的なチューニング内容については、チューニングメニューおよびGPU&メニーコア・サービスページをご覧ください。

サービスの流れ
サービスの流れ
  • 本サービスにおいて分析・チューニングが可能なプログラムは、ソースコードが編集可能であることが条件となります。
  • 本サービスのご利用では、英国本社および米国支社へソースコードを開示することをご了解ください。
  • 概算見積のご依頼に際しては、ソースコードと検証用の入出力データ、使用方法をご用意ください。可能であれば、プログラム概要説明も頂けますと見積作業の効率が上がります。お預かりした情報の全ては厳重な管理の元、秘密厳守いたします。
  • ご希望に応じて、弊社からの秘密保持誓約書のご提示、あるいは秘密保持契約の締結が可能です。
  • 概算見積では、無償でお客様コードの概要プロファイリングを行い、概算見積額に合わせて可能な改善策をご提示します。ただしコードの複雑性によっては、概要調査では改善策が判明せず概算見積が困難な場合があります。この場合は有償の分析サービスへの切り替えをお願いする場合がございます。これまでの実績では、概算見積の結果から分析サービスを経ずにチューニングのご依頼を承るケースがほとんどです。
ご提供するサービス内容

サービス サービス内容
分析サービス
(有料)
現状のプログラムの問題点を洗い出し、高速化、並列化などの改善の可能性、方向性を検討します。分析結果のご報告と改善のご提案を致します。
通常、2週間から1ヶ月ほどお時間がかかります。
チューニングサービス
(有料)
プログラムの調査・分析結果に基づいて、パフォーマンスの改善(高速化、計算時間の短縮)やスケーラビリティの改善(並列化、コア数・ノード数に応じた計算速度向上)を行います。
パフォーマンスの改善はキャッシュ階層の有効活用や、OpenMPとMPIを用いたハイブリッド並列化、更にはGPUやIntel®Xeon Phi™等のコプロセッサの活用等により実現され、お客様のプログラムが同じ結果をより短時間で得られるようにします。
スケーラビリティーの改善はノード数やコア数を増やしても計算時間が短縮されないプログラムに対して、メモリバンド幅、通信バンド幅、ディスクI/O等を考慮した各種変更を行い、コア数やノード数の増加に応じてより良いパフォーマンスが得られるようにします。
  1. 納品物には改善後のソースコードと作業報告書(英文)が含まれます。作業報告書の邦訳が必要な場合は担当者へお申し付けください。
  2. 高度なコンサルテーションサービスをご希望の場合は、英国本社の技術者と直接対話を通したご相談(英語)も可能です。ご希望の場合は担当者へお申し付けください。
なぜNAGを選ぶのか

NAGは1970年初頭の数値計算技術の黎明期に設立され、現在世界中にユーザーを持つNAG数値計算ライブラリの開発・販売を行う企業です。英国NAG本社は、数値計算技術の発展に寄与することをミッションとする非営利団体として日々活動しています。さらに、いち早くFortran90標準に対応したNAG Fortranコンパイラを開発・販売する等、豊富な数値計算知識と専門性を持つ技術者集団として、世界中の研究者・技術者に認知されています(NAGの歴史ページおよび本ページ脚注*)を参照ください)。

NAGは、外部研究者・技術者が開発した多くの数値シミュレーションソフトウェアの性能改善実績を(例えば英国国立スーパーコンピュータプロジェクトHECToRでの実績など)豊富に有しています。計算結果の整合性や精度の検証技術は無論、高速化や効率改善のための最先端の数値計算技術によりお客様の業務効率の改善が可能です。

NAGの技術について

NAGは1970年に活動を開始して以来現在まで、数値計算に深く関わって来ました。そのため以下の各種技術の経験/実績が豊富です。

  • 各種並列化技術 (OpenMP、MPI、並列IO)
  • ハイブリッド並列化技術 (OpenMP+MPI)
  • GPU/メニーコアCPUを利用する各種計算ルーチンの開発
  • HPC向け並列科学技術・統計計算ライブラリの開発
  • 各種環境に精通 (Fortran、C/C++、JAVA、Python、C#/.NET、MATLAB®、R、Cuda、他多数)
  • 各種OSでの開発実績 (Windows、Linux、Solaris、Mac OS、AIX、VxWorks®、他多数)
  • 各種ハードウェア上での開発実績 (Intel、AMD、SPARC、Power、PowerPC、ARM、GPU、他多数)
チューニング実績

NAGでは既に70以上のチューニング実績があり、その対象は物質・物性,化学・量子化学,海洋学,医学,航空・宇宙分野等、多岐にわたります。

対象分野の例

分野 アプリケーション名
化学・量子化学・分子 量子化学計算 CRYSTAL
分子動力学 DL_POLY, LAMMPS
原子・分子シミュレーション UKMol, CASINO
物質・物性 固体電子構造計算 CASTEP, VASP
海洋学 海洋学モデリング NEMO, Fluidity-ICOM
医学・生体工学 心臓、骨格モデリング CARP, VOX-FE
流体力学 航空機騒音・ターボ機械 CABARET, Imcompact3D, BOFFS
CFD/MD連成 Transflow/StreamMD
地球物理 地震解析 SPECFEM3D, SLDECOMP
大気化学 エアロゾル解析 TOMCAT/GLOMAP

この他にも、大学様、研究機関様、研究開発・設計に関わる製造系企業様、金融系企業様など、多くのお客様への実績を保有しています。成功事例と、多くの事例一覧をご参照ください。

GPUやメニーコアCPUへの移植や性能改善に関する実績については、GPU&メニーコア・サービスページをご覧ください。

その他のサービスについて

この他、古いFortranプログラムの現代的な形式への書換や移植等のFortranコンサルティング、組み込みシステム等専用ハードウェアへの移植については組み込みシステム向け移植サービス、また、より高度な受託開発や各種アルゴリズムコンサルティングとして、 カスタムアルゴリズム開発数理最適化サービス自動微分ソリューション 等のご依頼も承ります。各サービスページをご覧ください。

ご利用について

本サービスのご依頼、チューニングや高速化業務の委託をご希望場合は、まずはコンサルティングサービス・ご相談フォームにご記入の上お問い合わせください。またはお電話(03-5542-6311)にてお問い合わせ下さい。



*) 1971年に最初のNAGライブラリがリリースされました。NAG創設者のBrian Fordは、その前年の1970年に開始された、当時の大学研究者が開発した数値計算プログラムを収集しライブラリ化する共同プロジェクトの一員でした(このプロジェクトは当初Nottingham Algorithms Groupと命名されました)。彼らは、当時アラン・チューリング博士のPilot ACEプロジェクトの助手をしていたジム・ウィルキンソン(James Hardy Wilkinson)博士の指導を受け、ウィルキンソン博士が作成した貴重な線形代数計算ルーチン群を譲り受けました。このルーチンは現在のNAGライブラリに含まれています(NAGはアルゴンヌ国立研究所イギリス国立物理学研究所と共に4年に一度、優れた数値計算ソフトウェアを選ぶWinkson賞を選定しています)。NAG英国本社は、1976年に英国の非営利団体となりました。またNAGは、オープンソースBLASSLAPACKコードに対して多くの寄与を行いました。2007年にNAGは英国国立スーパーコンピュータプロジェクトHECToRへのCSEサポートサービスを開始しました。NAGは、当社製品であるNAG数値計算ライブラリNAG Fortranコンパイラとその統合開発環境Fortran Builderを、最新のハードウェアと最先端のソフトウェア技術に対応しつつ、継続して開発・メンテナンス・販売を行っています。
ご興味のある方は、40th anniversary book:NAG創立40周年記念アルバムをご覧ください。


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