RWCP超並列システム・GMD PROMOTERプロジェクト

GMD PROMOTERプロジェクト

チームリーダ

Matthias Kessler

ドイツ連邦ベルリンにある超並列システムGMD研究所、FIRSTは、RWCプロジェクトの分散研究所のひとつです。また、FIRSTは、ドイツ国立情報処理研究所、GMDの8つの研究部門のひとつでもあります。FIRSTを創設した初代の所長は、有名なコンピュータ・アーキテクトの Gioli教授であり、彼は、PROMOTERプロジェクトの「父」と言われています。PROMOTER言語の革新的な概念は、主に Andreas Schramm氏の新しい構想によるものであります。

RWCPの超並列システム・グループの中で、FIRSTは、新しいデータ並列プログラミング言語であるPROMOTERを研究しています。PROMOTERの目標は、並列プログラミングを逐次プログラミングのように簡単にすることです。

PROMOTERグループのメンバーは、Gioli教授（主幹研究員）、Matthias Kessler（プロジェクト・チームリーダ）、Dr. Hua Bi、Dr. Peter Enskonatus、Jens Gerlach、Dr. Gerd Heber、 Michael Sander、Andreas Schramm、および Mattias Wilhelmiから成っています。また、FIRSTのニューラル・ネットワーク・グループのメンバーであるDr. Hans-Werner Pohlと Matthias BeschはPROMOTERグループと緊密に共同研究をしており、数学的背景知識を持つこの両名は、主に写像問題とデータ分散の論考に貢献しています。

FIRSTは、派遣研究員として Dr. Joerg Nolteをつくば研究センタ（TRC）へ派遣しました。Dr. Nolteは、FIRSTのオペレーティング・システム・グループ出身で、TRCでは当初、オブジェクト指向タイプのRPC（リモート・プロシージャ・コール）である ROI（リモート・オブジェクト呼出し）の研究に従事していました。彼は、MANNAのPEACEオペレーティング・システムでROIの概念と実現方法を開発し、現在は、TRCの石川研究室長のグループに所属し、永続的オブジェクトの分野で研究を進めています。

また、FIRSTは、長年にわたってGMD東京所長を務めた Dr. Ulrich Wattenbergを擁しており、彼を通じて日本語でコミュニケーションを図ることができるのは、FIRSTにとって非常に幸いなことであります。

PROMOTERは、いわゆる「協調言語」であり、ホスト言語はMPC++です。PROMOTERにより、ユーザは任意の応用指向データ・トポロジー（離散点の集合）および代数形式における通信トポロジーを指定することができます。

また、データ・トポロジーと通信トポロジーは、グラフ構造を構成します。応用のための基礎構造としてグラフには一般性があるので、PROMOTERは高い柔軟性を実現できます。データ・トポロジーは、規則性がある場合とない場合（たとえば疎である場合）とがあり、また、静的であったり動的であったりします。自動的に並列化（写像、陽的通信の挿入、およびコードへの同期構造）を行うために、コンパイラとランタイム・システムに対してトポロジー宣言および適切な「協調スキーム」の選択が与えられていることが必要なので、プログラマはそれらを指定する必要があります。

PROMOTERは、プログラミング・システムの最初のバージョンが既に実装されており、そのシステムは、コンパイラとランタイム・システムから構成されています。コンパイラは、ソースからソースへの変換プログラムであり、「オブジェクト並列」プログラムを生成します。この最初のバージョンにおいては、可視化された協調スキームの一部のみ実現されています（ステップのロックおよび波頭計算）。

ランタイム・システムは、PROMOTER固有部分とマシンに依存する少数の C++クラスに分かれます。これらのクラスを「PPROMOTER抽象マシン（PAM）」と呼び、PROMOTER環境を新しいマシンに移植する場合、それに応じてPAMを変更するだけで移植が可能です。

現在、PAMの最初のバージョンがFIRSTの超並列MANNAコンピュータに実装されています。MANNAアーキテクチャはGMDのFIRSTが開発したものであり、我々自身が構築したため、ハードウェアとオペレーティング・システムのソースのすべてのパラメータにアクセスできます。それで、このマシンが、PROMOTERシステム開発用の最初のテストベッドとして選ばれたのです。このバージョンは、まずRWC-1シミュレータ、ついで RWC-1マシンに移植される予定です。

1995年3月、GMDは日本からの派遣団の訪問を受けました。この訪問は、GMDの運営を視察し、RWCPと通産省の方針に対するGMDの理解に問題点がないかを確認するという、中間検査の目的を持っていました。

派遣団メンバーは、RWCPの大野美恵氏と通産省の松原技官の両名でした。少数の些細な問題点が指摘され議論されただけで、訪問は非常に順調であり、この訪問によって、GMDは正式な制約事項と規則についての理解を深めました。

1994年度は、FIRSTとRWCの間で計3回の相互訪問があり、GMD-FIRSTのメンバーが2回つくばを訪ね、石川氏率いるグループが1回、RWCからベルリンを訪ねました。

1994年12月につくば研究センタ（TRC）を訪問した際、我々は、ランタイム・システムとPROMOTERコンパイラの概念について説明を受けました。また、我々のランタイム・システムとMPC++プログラミング言語のインタフェースについて意見交換をしました。

1995年6月には、Kesslerが再度TRCを訪問し、MPC++コンパイラとRWC-1マシンのシミュレータの使い方について説明し、また、三菱総合研究所（MRI）の市吉氏から、RWC-1デバッガーrgdbの説明がありました。

RWCP超並列システムGMD研究所FIRSTにとって、組合のメンバーたちとの交流は非常に実り多いものでした。お互いを訪問したり、お互いの研究論文を読んだり共同で執筆したりという交流を通して、我々は日本の科学分野コミュニティに対する理解を大いに深めることができました。ヨーロッパ以外の文化的背景を持つ研究者たちとの交流は、非常に新鮮です。我々自身の考え方を問い直す必要があることも度々ありましたが、そのことを通して、日本式のやり方と我々のやり方について学ぶことができました。

RWCプログラムのような、やり甲斐のある長期プロジェクトに参画できたことは、我々にとって良い刺激となりました。