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view paper/c2.tex @ 108:199561d48b97
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author | Masataka Kohagura <kohagura@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp> |
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date | Sat, 20 Feb 2016 18:32:23 +0900 |
parents | 9e3988854e93 |
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\chapter{Cerium} Cerium は、本研究室で開発している並列プログラミングフレームワークで Cell 向けに開発されており、C/C++ で実装されている。 Cell は Sony Computer Entertainment 社が販売した PlayStation3 に搭載されているヘテロジニアスマルチコア・プロセッサである。 現在では Linux、 MacOS X、CUDA 上で動作する並列プログラミングフレームワークである。 Cerium は TaskManager、SceneGraph、Rendering Engine の3要素から構成されており、 本研究では汎用計算フレームワークである TaskManager を利用して文字列の並列計算を行なっている。 本章では Cerium TaskManager の構成と Cerium TaskManager を利用したプログラムの実装例について説明する。 \section{Cerium TaskManager} Cerium Task Manager は、User が並列処理を Task 単位で記述し、関数やサブルーチンを Task として扱い、その Task に対して Input Data、Output Data を設定する。 Input Data、Output Data とは関数でいう引数に相当する。そして Task が複数存在する場合、それらに依存関係を設定することができる。 そして、それに基づいた設定の元で Task Manager にて管理し実行される。 図\ref{fig:TaskManager} は Cerium が Task を作成・実行する場合のクラスの構成となる。User が createtask を行い、input data や Task の依存関係の設定を行うと、TaskManager で Task が生成される。 Task Manager で依存関係が解消されて、実行可能になった Task は ActiveTaskList に移される。 ActiveTaskList に移された Task は依存関係が存在しないのでどのような順序で実行されてもよい。 Task は Scheduler に転送しやすい TaskList に変換してからデバイスに対応する Scheduler に Synchronized Queue である mail を通して転送される。 \newpage \begin{figure}[htpb] \begin{center} \includegraphics[scale=0.7]{images/cerium/createTask.pdf} \end{center} \caption{Task Manager} \label{fig:TaskManager} \end{figure} Input Data で格納した 2 つの数を乗算し、Output Data に演算結果を格納する multiply という例題のソースコード\ref{src:createTask}を以下に示す。 また、Task の生成時に用いる API 一覧を表\ref{table:TaskCreateAPI}に示す。 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=src:createTask,caption=Task の生成,numbers=left] multi_init(TaskManager *manager) { float *A, *B, *C; // create Task HTaskPtr multiply = manager->create_task(MULTIPLY_TASK); // set device multiply->set_cpu(SPE_ANY); // set inData multiply->set_inData(0, (memaddr)A, sizeof(float)*length); multiply->set_inData(1, (memaddr)B, sizeof(float)*length); // set outData multiply->set_outData(0, (memaddr)C, sizeof(float)*length); // set parameter multiply->set_param(0,(long)length); // spawn task multiply->spawn(); } \end{lstlisting} \begin{tiny} \begin{table}[ht] \begin{center} \label{table:TaskCreateAPI} \small \begin{tabular}[t]{c|l} \hline create\_task& Task を生成する \\ \hline set\_inData & Task への入力データのアドレスを追加 \\ \hline set\_outData & Task への出力データのアドレスを追加 \\ \hline set\_param & Task へ値を一つ渡す。ここでは length \\ \hline set\_cpu & Task を実行するデバイスの設定 \\ \hline spawn & 生成した Task を TaskList に set \\ \hline \end{tabular} \caption{Task 生成における API} \end{center} \end{table} \end{tiny} 次に、デバイス側で実行される Task のソースコードを\ref{src:task}に示す。 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=src:task,caption=Task,numbers=left] static int run(SchedTask *s) { // get input float *i_data1 = (float*)s->get_input(0); float *i_data2 = (float*)s->get_input(1); // get output float *o_data = (float*)s->get_output(0); // get parameter long length = (long)s->get_param(0); // calculate for (int i=0; i<length; i++) { o_data[i] = i_data1[i] * i_data2[i]; } return 0; } \end{lstlisting} また表\ref{table:taskAPI}は Task 側で利用する API である。 Task 生成時に設定した Input Data や parameter を取得することができる。 \begin{tiny} \begin{table}[ht] \begin{center} \caption{Task 側で使用する API} \label{table:taskAPI} \small \begin{tabular}[t]{c|l} \hline get\_input & Scheduler から input data を取得 \\ \hline get\_output & Scheduler から output data を取得 \\ \hline get\_param & set\_param した値を取得 \\ \hline \end{tabular} \end{center} \end{table} \end{tiny} \newpage Task 生成時に設定できる要素を以下に列挙する。 \begin{itemize} \item Input Data \item Output Data \item Parameter \item CpuType \item Dependency \end{itemize} Input/Output Data、Parameter は関数の引数に相当する。 Cpu Type は Task を動作させるデバイスを設定することができ、Dependency は他の Task との依存関係を設定することができる。