TRC超並列ソフトウェア研究室

石川裕（研究室長）

TRC超並列ソフトウェア研究室では、超並列計算機を含む分散システム環境における多種多様な計算機群で、効率良く容易にソフトウェアを開発していくために必要なプログラミング環境の実現を目指しています。このために、並列オブジェクト指向計算にメタレベルアーキテクチャ(Metalevel Architecture)という概念を導入した新しいプログラミング言語を開発しています。また、並列計算機を有効利用するためのOS資源管理手法を開発しています。これらのソフトウェア環境は、RWC-1計算機上での実現を目指すと共に他の商用並列計算機及びワークステーションクラスタ上での実現を目指し、ユーザに対して計算機ハードウェアに依存しないスケーラブルな実行環境を提供していきたいと考えています。

RWC-1 計算機上でのソフトウェア環境の絵を図１に示します。プログラミング言語としてOCoreおよびMPC++と呼んでいる２つの言語を研究開発しています。また、RWC-1計算機資源を有効利用するためのオペレーティングカーネルシステムカーネルとしてSCoreと呼んでいる基本管理ソフトウェアを研究開発しています。 OCoreは、並列オブジェクト指向の概念を拡張したベース言語です。我々は本言語をオブジェクト指向の核(core)言語という意味をこめて命名しました。超並列システム環境でプログラム記述性の向上と効率的な実行を実現するために、共同体(Community)という概念を導入しました。共同体は超並列(Massively Parallel)オブジェクトを実現するものです。OCoreは新しい情報処理パラダイムを模索するための研究の道具としても設計を進めています。OCoreの提供するメタレベル機能を用いて言語機能の拡張や実行時最適化等を実現していく予定です。また、自動的にメモリ管理を行うグローバルG.C.アルゴリズムの研究開発も進めています。

平成６年度は、Intel ParagonおよびSunワークステーション上でOCore処理系を開発し、基本評価を完了しました。

MPC++はC++を拡張した言語です。MPC++のMPは、Metalevell Processing、Message Passing、Massively Parallelの３つの意味が含まれています。MPC++の提供するMetalevell Processing機能により、MPC++が提供するデータ並列機能が実現される予定です。また、Metalevell Processing機能は多くの既存のC++を拡張した言語を記述可能とするような設計されています。これにより、従来様々な研究者が個別に研究開発してきたプログラミング機能を共有できることが可能となります。MPC++処理系は、平成６年度にC++機能のＣの部分、Message Passing機能、Metalevel Processing機能の予備実装が終了しています。既に、再委託先であるマンチェスタ大学には、RWC-1 機能レベルシミュレータと共にMPC++処理系を配布しています。今後商用並列計算機上での実現も目指していきます。

SCoreはマイクロカーネルです。SCoreは、システムの核(core)という意味で命名されました。マルチユーザ環境の元、時間共有(Time Share)、空間共有(Space Share)を実現する予定です。RWC新機能グループのインフラとして実時間処理を可能とするOS機能の支援も提供する予定です。平成６年度は資源管理のひとつであるCPUスケジューリングとして、DQT(Distributed Queue Tree)というスケジューリング管理手法を提案し、シミュレーションによって、提案した手法の性質の評価を行ってきました。また、オブジェクトの永続性を保証する枠組みの研究も進めています。

最近、米国を中心にHPC++と呼ばれるC++の並列拡張のde facto standard化の動きがあります。これはFortranの拡張であるHPFのようなde facto standardよりは緩い形で進められようとしています。また、HPC++では、超並列計算機だけではなく、小規模並列計算機、ワークステーションクラスタ、分散環境(COBRA)で実現されるような体系を考えていこうとしています。我々は、MPC++で培った技術、特に、メタレベルアーキテクチャにおいて、HPC++のアクティビティに貢献していこうと考えております。平成７年度半ばには、商用並列計算機及びワークステーション上で稼働するOCore及びMPC++処理系を国内外に配布することを予定しています。

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