2026/04/17 更新

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トミナガ　ヒロブミ
富永　浩文
TOMINAGA HIROBUMI
所属
学部 総合数理学部 助教
職名
助教
外部リンク

研究キーワード

  • 並列ソフトウェア，GPU，数値計算

  • 数値計算

  • GPU

  • 並列ソフトウェア

研究分野

  • 情報通信 / 計算機システム

  • 情報通信 / 高性能計算  / 高性能計算

学歴

  • 千葉工業大学   情報科学研究科   情報科学専攻

    2010年4月 - 2018年3月

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    国・地域： 日本国

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経歴

  • 明治大学   助教

    2024年 - 現在

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  • 千葉大学   研究員・ポスドク

    2022年11月 - 2024年3月

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  • 千葉工業大学   研究員・ポスドク

    2020年4月 - 2022年10月

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所属学協会

論文

  • NVIDIA Voltaアーキテクチャを用いた拡張ベクトル化LU分解法 査読

    富永 浩文, 佐藤 滉斗, 中村 あすか, 前川 仁孝

    電気学会論文誌Ｃ（電子・情報・システム部門誌）   146 ( 3 )   239 - 245   2026年3月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • エージェント間距離の計算回数削減による視野を用いたSFMの高速化 査読

    片寄 颯人, 中村 あすか, 富永 浩文, 前川 仁孝

    情報処理学会論文誌   65 ( 1 )   15 - 22   2024年1月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：情報処理学会  

    本論文は，視野を用いたSFM（Social Force Model）を高速化するために，エージェント間距離の計算回数を削減する手法を提案する．視野を用いたSFMは，人を運動方程式に基づいて移動するエージェントとしてモデル化し，その動きを再現する手法である．本手法の運動方程式は，視野範囲をエージェントの進行方向前方に扇形の領域として設定し，エージェントが視野範囲外から受ける力を0とする．このため，本手法では進行方向後方に存在するエージェントに対するエージェント間距離の計算が不要である．そこで，提案手法では，進行方向と視野角の関係性を利用し，エージェント間距離の計算回数を削減する．評価の結果，エージェント間距離の計算回数を削減した手法は，従来手法に対して解析時間が約1.25倍高速化することを確認した．

    DOI： 10.20729/00231725

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  • Evaluation of EMVA using the instruction-level parallelism on TegraX1 査読 国際誌

    Hirobumi Tominaga,Asuka Nakamura,Yoshitaka Maekawa

    2018 Sixth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Evaluation of Hierarchical Pincers Attack Search on Distributed Memory Systems 査読 国際誌

    Asuka Namamura,Hirobumi Tominaga,Yoshitaka Maekawa

    2018 Sixth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • タスクスケジューリング問題における探索ノード数削減によるPDF/IHS法の高速化 査読

    松瀨, 弘明, 中村, あすか, 富永, 浩文, 前川, 仁孝

    情報処理学会論文誌コンピューティングシステム（ACS）   11 ( 2 )   17 - 26   2018年8月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    本論文では，タスクスケジューリング問題を高速に解くために，レディ状態を削減したPDF/IHS（Parallelized Depth First/Implicit Heuristic Search）法の探索ノード数を削減するアルゴリズムを提案する．PDF/IHS法は，階層的挟み撃ち探索を用いた並列探索アルゴリズムであり，実行可能なタスクをPE（Processing Element）に割り当てる組合せをすべて列挙することで分枝限定法の探索木を生成する．このため，問題規模が大きくなるほど探索ノード数が膨大になり，探索ノード数の削減が必要となる．PDF/IHS法の探索ノード数を削減するために，不必要なレディ状態を割当てた部分問題を枝刈りする手法が提案されている．不必要なレディ状態を割り当てた部分問題を枝刈りする法は，割り当てたタスク情報のみを用いて枝刈りするため，探索する必要のない部分問題のすべてを枝刈りできない．そこで本論文では，探索する必要のないすべての部分問題を枝刈りするために，探索済みノード情報を利用する．評価の結果，探索済みノードを利用した枝刈りをすることで，スレッド数2のとき相乗平均約1.39倍高速に求解できることを確認した．

    CiNii Research

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  • レジスタ最適化を用いたCUDAによる格子ボルツマン法の高速化手法 査読

    富永, 浩文, 中村, あすか, 前川, 仁孝

    情報処理学会論文誌プログラミング（PRO）   11 ( 2 )   1 - 8   2018年6月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    本論文では，CUDA（Compute Unifide Device Architecture）を用いた格子ボルツマン法（LBM：Lattice Boltzmann Method）を高速化するために，メモリアクセス遅延を削減する手法を提案する．格子ボルツマン法は，解析領域を格子に分割し離散化されたボルツマン方程式を解く手法である．ボルツマン方程式の計算は，周囲の格子点の情報を参照するため，メモリアクセスコストが高いメモリバウンドな計算である．このため，LBMのメモリアクセスコストを削減する手法の1つとしてテンポラルブロッキングが用いられている．CUDAによるテンポラルブロッキングを用いた格子ボルツマン法は，ブロックに分割した領域をスレッドブロックに割り当て時間発展方程式を計算する．本計算は，メモリアクセスのコストを抑えるが，シェアードメモリにデータを格納することで，シェアードメモリに対する同期処理やレイテンシによるアクセスコストが処理の大部分を占める．そこで，本論文では，メモリアクセスコストが低いレジスタを用いてテンポラルブロッキングを行うことで処理を高速化する手法を提案する．提案手法は，テンポラルブロッキングにおける複数時間ステップの計算をレジスタ上に保持して行うことで処理を高速化する．

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  • CUDA における JDS 形式疎行列ベクトル積に対するダイナミックパラレリズムの評価 査読

    長坂 一生, 富永 浩文, 中村 あすか, 前川 仁孝

    xSIG (cross-disciplinary workshop on computing Systems, Infrastructures, and programming )   2018年5月

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  • タスクスケジューリング問題におけるレディ状態の割当て削減によるPDF/IHSの高速化 査読

    中村, あすか, 富永, 浩文, 前川, 仁孝

    情報処理学会論文誌   58 ( 3 )   654 - 662   2017年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    本論文は，タスクスケジューリング問題の厳密解法であるPDF/IHS（Parallel Depth First/Implicit Heuristic Search）の探索ノード数を削減するアルゴリズムを提案する．PDF/IHSは，階層的挟み撃ち探索を用いた分枝限定法の並列探索アルゴリズムであり，大規模なタスクスケジューリング問題を高速に解くためには探索ノード数の削減が必要となる．PDF/IHSの分枝操作は，スケジュールが未確定となる時刻に実行可能なタスクの処理またはレディ状態を割り当てる全組合せを部分問題として生成する．このため，不必要なレディ状態が割り当てられた部分問題が生成されることがある．そこで，本論文では，PDF/IHSの探索ノード数を削減するために，レディ状態を割り当てる部分問題のうち，最適解が得られないことが保障できる部分問題を枝刈りする．提案するアルゴリズムは，分枝操作で割り当てられたタスクの処理時間の情報から探索する必要のない部分問題を判定する．評価の結果，提案手法は，PDF/IHSに対して最大約96倍高速に求解できることを確認した．

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  • CUDAによるランダムスパース方程式求解の命令レベル並列性を用いた高速化手法 査読

    富永, 浩文, 前川, 仁孝

    情報処理学会論文誌プログラミング（PRO）   7 ( 1 )   10 - 17   2014年1月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    本論文では，CUDA GPUにおいて実非対称（ランダムスパース）な構造を持つ方程式の求解を高速化するために，スタティックスケジューリングによって抽出した命令レベル並列性を用いてベクトル命令を生成するアルゴリズムを提案する．従来より，ランダムスパース方程式求解には直接法が用いられている．直接法によるランダムスパース方程式の求解は，零要素を含む演算を省くことで効率良く実行できる．よって，CUDA GPU上で演算の効率を高めるためには，スタティックスケジューリングを用いて零演算を含まない演算のみを抽出しベクトル化する．本手法は，方程式を求解する際に実行可能であるという組合せの情報のみを抽出することで，ベクトル化する．しかし，従来のように実行可能であるという組合せの情報のみからベクトル化するだけでは，高い効率で計算ができない．スケジューリングする際に，依存関係以外の情報も考慮することでCUDA GPUで演算の高速化が期待できる．そこで本論文では，すべての演算の依存関係を用いてスタティックスケジューリングを行うことで同時に実行可能な演算を抽出し，ベクトル化する．本手法によるスケジューリングでは，同時に実行可能な命令のうち，依存関係を多く持つ演算から優先的にベクトル化することでCUDA GPUによる効率的な演算を可能にする．

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  • 探索の重複領域削減による階層的挟み撃ち探索の高速化 査読

    中村 あすか, 富永 浩文, 前川 仁孝

    先進的計算基盤システムシンポジウム論文集   ( 2011 )   348 - 355   2011年5月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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講演・口頭発表等

  • マルチGPU上での粒子法陽解法におけるバケット順データレイアウト

    情報処理学会第88回全国大会  2026年3月 

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  • 探索深度を用いたSNDAとWPNSの切り替えによるdf-pnの高速化

    情報処理学会第88回全国大会  2026年3月 

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  • ブロック化適用補間処理によるBilinear補間を併用したLanczos補間の高速化

    情報処理学会第88回全国大会  2026年3月 

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  • シーム探索削減を用いた並列マルチシームカービングの高速化

    情報処理学会第88回全国大会  2026年3月 

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  • GPU上での粒子法陽解法におけるバケット順データレイアウト

    情報処理学会第24回情報科学技術フォーラム  2025年9月 

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  • CUDAを用いた回路解析のためのランダムスパースな連立一次方程式の並列性抽出手法

    電気学会電子回路研究会  2025年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 畳み込みニューラルネットワークとUchuu-UniverseMachineカタログを用いた銀河団質量とスケール半径の推定

    日本天文学会 2025年春季年会  2025年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 粒子の影響半径を用いた影響範囲の近似精度向上による解像度可変型MPS法の近傍判定回数削減

    情報処理学会 第195回 ハイパフォーマンスコンピューティング発表研究会  2024年8月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Jetson AGX Xarvierにおける拡張ベクトル化LU分解法の評価

    情報処理学会第22回情報科学技術フォーラム  2023年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • コード生成法を用いたLU分解法によるSPICE3の高速化に対する検討

    電気学会電子回路研究会  2023年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 拡張ベクトル化LU分解法による回路方程式求解のためのCUDAカーネルの実装方式の評価

    電気学会電子回路研究会  2022年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 人流シミュレーションにおける格子分割を用いた進行方向ベクトル計算の削減手法

    情報処理学会第85回全国大会  2022年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Tesla V100を用いたTensorコアとCUDAコアの併用による行列積の高速化

    情報処理学会第20回情報科学技術フォーラム  2021年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 視野を考慮した探索範囲削減による人流シミュレーションの高速化

    情報処理学会第20回情報科学技術フォーラム  2021年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • CUDAを用いたMPS法における疎行列格納形式動的選択による高速化

    情報処理学会第82回全国大会  2020年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • CUDAにおけるダイナミックパラレリズムを用いたJDS形式疎行列ベクトル積の評価

    情報処理学会第80回全国大会  2018年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • レジスタ最適化を用いたCUDAによる格子ボルツマン法の高速化手法

    情報処理学会第117回プログラミング研究会発表会  2018年1月 

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  • タスクスケジューリング問題におけるDF/IHS 法の探索ノード数削減

    情報処理学会第110回プログラミング研究発表会  2016年8月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • タスクスケジューリング問題におけるDF/IHS 法のハッシュテーブルを用いた探索ノード数削減

    情報処理学会第78回全国大会  2016年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • GPU を用いた格子ボルツマン法のループ展開を利用した同期オーバヘッド削減による高速化

    情報処理学会第105回プログラミング研究発表会  2015年8月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • GPU を用いた格子ボルツマン法のループ展開を利用したメモリアクセスの局所性向上による高速化

    情報処理学会第77回全国大会  2015年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • CUDAによるランダムスパース方程式求解の命令レベル並列性を用いた高速化手法

    情報処理学会第95回プログラミング研究発表会  2013年8月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 有限要素法による電磁場解析の透磁率を用いた演算回数削減手法

    情報処理学会第75回全国大会  2013年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • GPUのキャッシュヒット率向上によるDEMの高速化

    情報処理学会第74回全国大会  2012年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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受賞

  • 2014年度コンピュータ領域奨励賞

    2014年11月   情報処理学会  

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国・地域：日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 命令レベルの並列性とGPUを利用した電子回路シミュレーションSPICE3の高速化に関する研究

    2022年7月 - 2023年3月

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    担当区分：研究代表者 

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