JP6197791B2 - 分散処理装置及び分散処理システム並びに分散処理方法 - Google Patents
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Description
参考文献:Gideon Mann, Ryan McDonald, Mehryar Mohri, "Efficient Large-Scale Distributed Training of Conditional Maxmum Entropy Models", NIPS, 2009
また、上述のプロセスとは、ソフトウェア(プログラム)の任意の実行単位を意味し、スレッド、タスク等と区別する意図で利用される文言ではない。
〔システム構成〕
図1は、第1実施形態における分散処理システムの構成例を概念的に示す図である。第1実施形態における分散処理システム1は、マスタ装置10、複数のスレーブ装置20(#1、#2、・・・、#n)を有する。以降、各スレーブ装置20(#1、#2、・・・、#n)は、特に個々を区別する必要がある場合を除き、スレーブ装置20と総称する。
〈マスタ装置〉
図2は、第1実施形態におけるマスタ装置10の構成例を概念的に示す図である。図2に示されるように、マスタ装置10は、スレーブ情報格納部11、初期設定部12、スレーブ制御部13、実行指示部14、実行要求取得部15等を有する。これら各処理部は、例えば、メモリ3に格納されるプログラムがCPU2により実行されることにより実現される。当該プログラムは、例えば、CD(Compact Disc)、メモリカード等のような可搬型記録媒体やネットワーク上の他のコンピュータから入出力I/F4を介してインストールされ、メモリ3に格納される。
図3は、第1実施形態におけるスレーブ装置20の構成例を概念的に示す図である。図3に示されるように、スレーブ装置20は、指示取得部21、プログラム取得部22、プログラム実行部23、スレーブ情報格納部24等を有する。これら各処理部は、例えば、メモリ3に格納されるプログラムがCPU2により実行されることにより実現される。当該プログラムは、例えば、CD、メモリカード等のような可搬型記録媒体やネットワーク上の他のコンピュータから入出力I/F4を介してインストールされ、メモリ3に格納される。
選択順序2:分割パターンA−1、分割パターンA−2、分割パターンA−3を順に繰り返し選択する。
選択順序2:分割パターンB−2と分割パターンB−3とを交互に繰り返し選択する。
以下、第1実施形態における分散処理方法について図8及び図9を用いて説明する。図8は、第1実施形態における分散処理システム1の動作例を示す図である。
Node_A, 192.168.0.2
Node_B, 192.168.0.3
Node_C, 192.168.0.4
Node_D, 192.168.0.5
Node_E, 192.168.0.6
Node_F, 192.168.0.7
分散処理プログラム /home/userA/modified_ipm
起動プロセス数 8
Node_A, プロセス数=2
Node_B, プロセス数=2
Node_C, プロセス数=1
Node_D, プロセス数=1
Node_E, プロセス数=1
Node_F, プロセス数=1
Node_A:プロセスN1
Node_A:プロセスN2
Node_B:プロセスN3
Node_B:プロセスN4
Node_C:プロセスN5
Node_D:プロセスN6
Node_E:プロセスN7
Node_F:プロセスN8
このように第1実施形態では、上述の実施形態における分散処理装置及び分散処理方法のように、選択された分割パターンに基づいて、全プロセスが複数のプロセスグループに分割された各プロセスグループ内のプロセス間で局所集団通信が行われる。即ち、第1実施形態では、複数の局所集団通信が並列に実行され、各局所集団通信に参加するプロセス数は、全プロセスで集団通信を行うのに比べて、減少する。
第2実施形態では、各プロセス25を起動させるスレーブ装置20及び各スレーブ装置20で起動させるプロセス数が、各スレーブ装置20のプロセッサコア数及び接続ネットワークにより決定される。以下、第2実施形態における分散処理システム1について、第1実施形態と異なる内容を中心説明する。以下の説明では、第1実施形態と同様の内容については適宜省略する。
スレーブ情報格納部11は、各スレーブ装置20に関し、第1実施形態で示された情報に加えて、プロセッサコア数及び接続ネットワーク情報を更にそれぞれ格納する。接続ネットワーク情報は、各スレーブ装置20が接続されるネットワークセグメントやイーサネットセグメント(イーサネットは登録商標)を区別し得る情報である。よって、同一ネットワークセグメントに属する各スレーブ装置20については同じ接続ネットワーク情報が設定される。
以下、第2実施形態における分散処理システム1の動作例について図8及び図11を用いて説明する。
Node_A, 192.168.0.2, コア数(4), ネットワークA
Node_B, 192.168.0.3, コア数(2), ネットワークB
Node_C, 192.168.0.4, コア数(2), ネットワークC
Node_D, 192.168.0.5, コア数(2), ネットワークA
Node_E, 192.168.0.6, コア数(1), ネットワークA
Node_F, 192.168.0.7, コア数(2), ネットワークA
Node_G, 192.168.0.8, コア数(4), ネットワークB
分散処理プログラム: /home/userA/modified_ipm
起動プロセス数: 8
ネットワークA: コア数(9)
ネットワークB: コア数(6)
ネットワークC: コア数(2)
Node_A, 192.168.0.2, コア数(4), ネットワークA
Node_D, 192.168.0.5, コア数(2), ネットワークA
Node_F, 192.168.0.7, コア数(2), ネットワークA
(プロセス集合のリスト)
{プロセスN1,プロセスN2,プロセスN3,プロセスN4}
{プロセスN5,プロセスN6,プロセスN7,プロセスN8}
(スレーブ装置リスト)
Node_A, 192.168.0.2, プロセス数(4), ネットワークA
Node_D, 192.168.0.5, プロセス数(2), ネットワークA
Node_F, 192.168.0.7, プロセス数(2), ネットワークA
このように、第2実施形態では、各スレーブ装置20のプロセッサコア数及び接続ネットワークに基づいて、分散処理に参加するスレーブ装置20及びそのスレーブ装置20で起動されるプロセッサの数が決定される。そして、初回選択された分割パターンに各プロセス25が対応付けられる。このような決定及び対応付けは、局所集団通信が、同じスレーブ装置20内のマルチコアでできる限り実行され、かつ、同一ネットワークに接続されるスレーブ装置20間でできる限り実行されるように実行される。
分散処理プログラム: /home/userA/sperceptron
起動プロセス数: 8
(分散処理プログラム:/home/userA/sperceptron)
1.w=0 //重みベクトル初期化
2.Data={(x1,y1),(x2,y2),・・・(xn,yn)}
//データを読み込む(xは特徴、yはラベル)
3.For i=1:Max //以下の(1)、(2)をMax回繰り返す
(1)Foreach (x,y) in Data
a)現在の推定が間違っていればw更新
(2)w=PseudoAllredcue(w,i,4)
//4台ずつのAllreduce(局所集団通信)
4.w=Allreduce(w)/n
SLV1 : プロセスN1
SLV2 : プロセスN2
SLV3 : プロセスN3
SLV4 : プロセスN4
SLV5 : プロセスN5
SLV6 : プロセスN6
SLV7 : プロセスN7
SLV8 : プロセスN8
上述の各実施形態では、局所集団通信は所定ステップ数繰り返されたが、局所集団通信の結果(局所処理データ)に応じて、局所集団通信の繰り返しが終了されるようにしてもよい。
Claims (13)
- 複数の分散処理装置により起動される複数のプロセスの中の少なくとも1つを起動する分散処理装置において、
前記少なくとも1つのプロセスが、
前記複数のプロセスが第1分割パターンで分割された複数のプロセスグループの中の1つのプロセスグループ内の複数のプロセス間で局所集団通信を行う集団通信手段と、
前記局所集団通信の後、前記局所集団通信において用いられた前記第1分割パターンとは異なる第2分割パターンを選択し、前記複数のプロセスが、該第2分割パターンで分割された、複数のプロセスグループの中の1つのプロセスグループ内の複数のプロセス間で、前記局所集団通信の結果に基づくデータを用いて次の局所集団通信を前記集団通信手段に実行させる通信制御手段と、を備え、
前記通信制御手段は、前記局所集団通信が所定回数繰り返された後、前記複数のプロセスが持つ複数の対象データが反映されたデータが前記複数のプロセスの各々でそれぞれ共有されるような、前記第1分割パターン及び前記第2分割パターンを含む複数の分割パターンの選択順序を保持し、該選択順序に基づいて、前記次の局所集団通信に用いられる分割パターンを選択する、分散処理装置。 - 前記局所集団通信の結果に基づくデータを評価する評価手段、
を更に備え、
前記通信制御手段は、前記評価手段の評価結果に応じて、前記集団通信手段に、前記次の局所集団通信を実行させるか否かを判定する、
請求項1に記載の分散処理装置。 - 前記局所集団通信の結果に基づくデータを評価する評価手段、
を更に備え、
前記通信制御手段は、前記評価手段の評価結果に基づいて、前記次の局所集団通信に用いられる分割パターンを選択する、
請求項1又は2に記載の分散処理装置。 - 前記通信制御手段は、各プロセスグループ内のプロセス数が前記第1分割パターンよりも多い分割パターンを前記第2分割パターンとして選択する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の分散処理装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の複数の分散処理装置と、
前記各分散処理装置について、プロセッサコア数、及び、前記各分散処理装置が接続されたネットワークである接続ネットワークを識別可能な情報である接続ネットワーク情報の少なくとも一方をそれぞれ格納する情報格納部と、
前記接続ネットワークが共通する分散処理装置、及び、前記プロセッサコア数が多い分散処理装置の少なくとも一方から優先的に、前記複数のプロセスの少なくとも1つを起動させる分散処理装置を選択する実行対象決定部と、
前記実行対象決定部により選択された各分散処理装置に、前記プロセスの実行指示をそれぞれ送信する実行指示部と、
を備える分散処理管理装置と、
を含む分散処理システム。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の複数の分散処理装置と、
前記各分散処理装置について、プロセッサコア数、及び、前記各分散処理装置が接続されたネットワークである接続ネットワークを識別可能な情報である接続ネットワーク情報をそれぞれ格納する情報格納部と、
接続ネットワーク毎に接続された前記分散処理装置のプロセッサコア数の合計が多くかつプロセッサコア数が多い分散処理装置から優先的に、前記複数のプロセスの少なくとも1つを起動させる分散処理装置を選択し、前記プロセッサコア数に応じて該分散処理装置に起動させるプロセス数を決定する実行対象決定部と、
前記実行対象決定部により選択された各分散処理装置に、前記実行対象決定部により決定されたプロセス数を含む、前記プロセスの実行指示をそれぞれ送信する実行指示部と、
を備える分散処理管理装置と、
を含む分散処理システム。 - 複数のコンピュータにより起動される複数のプロセスの中の少なくとも1つを起動するコンピュータで実行される分散処理方法において、
前記複数のプロセスが第1分割パターンで分割された複数のプロセスグループの中の1つのプロセスグループ内の複数のプロセス間で局所集団通信を行い、
前記局所集団通信の後、前記局所集団通信において用いられた前記第1分割パターンとは異なる第2分割パターンを選択し、
前記複数のプロセスが前記第2分割パターンで分割された複数のプロセスグループの中の1つのプロセスグループ内の複数のプロセス間で、前記局所集団通信の結果に基づくデータを用いて次の局所集団通信を行う、ことを含み、
前記第2分割パターンの選択は、前記局所集団通信が所定回数繰り返された後、前記複数のプロセスが持つ複数の対象データが反映されたデータが前記複数のプロセスの各々でそれぞれ共有されるような、前記第1分割パターン及び前記第2分割パターンを含む複数の分割パターンの選択順序に基づいて行われる、分散処理方法。 - 前記局所集団通信の結果に基づくデータを評価し、
その評価の結果に応じて、前記次の局所集団通信を実行させるか否かを判定する、
ことを更に含む請求項7に記載の分散処理方法。 - 前記局所集団通信の結果に基づくデータを評価する、
ことを更に含み、
前記第2分割パターンの選択は、前記局所集団通信の結果に基づくデータを評価した結果に基づいて行われる、
請求項7又は8に記載の分散処理方法。 - 前記第2分割パターンの選択は、各プロセスグループ内のプロセス数が前記第1分割パターンよりも多い分割パターンを前記第2分割パターンとして選択する、
請求項7から9のいずれか1項に記載の分散処理方法。 - 前記コンピュータ又は他のコンピュータが、
前記各コンピュータについて、プロセッサコア数、及び、前記各コンピュータが接続されたネットワークである接続ネットワークを識別可能な情報である接続ネットワーク情報の少なくとも一方をそれぞれ格納する情報格納部を参照し、
前記接続ネットワークが共通するコンピュータ、及び、前記プロセッサコア数が多いコンピュータの少なくとも一方から優先的に、前記複数のプロセスの少なくとも1つを起動させるコンピュータとして選択し、
前記選択された各コンピュータに、前記プロセスの実行指示をそれぞれ送信する、
ことを更に含む請求項7から10のいずれか1項に記載の分散処理方法。 - 前記コンピュータ又は他のコンピュータが、
前記各コンピュータについて、プロセッサコア数、及び、前記各コンピュータが接続されたネットワークである接続ネットワークを識別可能な情報である接続ネットワーク情報をそれぞれ格納する情報格納部を参照し、
接続ネットワーク毎に接続された前記コンピュータのプロセッサコア数の合計が多くかつプロセッサコア数が多いコンピュータから優先的に、前記複数のプロセスの少なくとも1つを起動させるコンピュータとして選択し、
前記プロセッサコア数に応じて前記選択された各コンピュータに起動させるプロセス数をそれぞれ決定し、
前記選択された各コンピュータに、前記決定されたプロセス数を含む、前記プロセスの実行指示をそれぞれ送信する、
ことを更に含む請求項7から10のいずれか1項に記載の分散処理方法。 - 請求項7から12のいずれか1項に記載の分散処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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