本文へジャンプ

学科概要
  • HOME
  • 学科概要
  • 学生による学科紹介

学生による学科紹介

4年生になると「研究室」に配属されます。
今までは、皆で同じ授業を受け同じ問題を解いてきたのが各人で「自分は何をしよう」と考える初めての経験です。4年の前期に3研究室に仮配属、どの研究室に行こうかじっくり検討、4年の後期は本配属、卒業研究を行います。
そして、大学院に入ると、研究が生活の中心になっていきます。

須田研究室 | 須田礼仁教授、玉田嘉紀助教
短い説明
須田研究室は,(1) 科学技術計算,(2) 数値計算,(3) 高性能計算という3つのテーマで研究を行っています.
特にマルチコア・メニーコアからスパコンに至る高性能・並列計算に力を入れています.
須田先生にききました

須田研究室は,(1) 科学技術計算,(2) 数値計算,(3) 高性能計算という3つのテーマで研究を行っています.計算科学シミュレーションでは,Science: 対象となる現象を理解する,Modeling: 対象となる現象を数学的なモデルで表現する,Discretization: 連続的なモデルを離散的なモデルで近似する,Algorithm: 離散的な方程式を解くアルゴリズムを定義する,Programming: アルゴリズムをプログラムとして実装する,Hardware: プログラムをハードウェア上で実行する,という6つの要素が必要ですが,このうち,(1) の「科学技術計算」がScience と Modeling, (2) の「数値計算」が Discretization と Algorithm, (3) の「高性能計算」がProgramming とHardwareに対応しています.

なかでも特に力を入れているのが「高性能計算」です.プロセッサはほとんどマルチコアになり,GPUやPhiなどのメニーコアプロセッサも広く使われていますし,スーパーコンピュータは100万コア以上を有しています.これらの多数のプロセッサを使いこなすことで,単一のプロセッサでは実現できない複雑な計算が短時間で実行することが可能になります.このような高性能・並列計算機の利用に向けて,並列アルゴリズム,通信アルゴリズム,スケジューリングアルゴリズム,メモリアクセス最適化などの技術を開発しています.また,これらのアルゴリズムや実装に含まれるパラメタの設定を自動化する「自動チューニング」の研究も行っています.

「数値計算」では,高速・高性能のアルゴリズム開発をしています.例えば,行列計算,高速関数変換,偏微分方程式の高精度解法,分数階微積分,多次元積分などに取り組んできました.学生の興味によって,経済で使われるオプション価格評価のアルゴリズムを取り上げたこともあります.

「科学技術計算」では,物理シミュレーションのほか,バイオインフォマティクスの研究者もいます.遺伝子ネットワークの推定は,遺伝子発現制御を観測データから超並列計算で解き明かす生命のリバースエンジニアリングで,統計科学・機械学習・情報科学の手法を組み合わせて実現します.
玉田助教にききました
Q1) 須田研の研究の対象は何ですか

主なテーマはシミュレーション・高性能計算・数値計算・バイオインフォマティクスです.特に新しいハードウェアを駆使し,いかに高速あるいは省電力で計算させるか,といったところが研究のターゲットになります.

Q2) プロジェクトがあれば紹介していただけますか

外部資金によるものを挙げると,科研費「汎用自動チューニング機構を実現するためのソフトウェア基盤の研究」と JST CREST 「進化的アプローチによる超並列複合システム向け開発環境の創出」が主なところです。また助教の玉田が科研費「システム的統合理解に基づくがんの先端的診断、治療、予防法の開発」と文科省の「HPCI戦略プログラム 予測する生命科学・医療および創薬基盤」というプロジェクトに関わっています.(2013年度現在)

Q3) 須田先生はどのような方と思いますか

非常に優しい方,というのが第一印象です。その印象は今も変わっていません.

Q4) 須田研の特徴は何だと思われますか

研究テーマを自ら自由に選んで研究できるところだと思います.最新のハードウェアがそろっていますので,それらを活かした研究ができます.英語が標準語なのも特徴のひとつかもしれません.


Q5) どのような学生に研究室に来てほしいですか

どのような学生であっても,上記のテーマに沿った研究で具体的にしたいことを持っていれば,どなたでも良いとおもいます.


Q6) どのような知識が必要でしょうか

知識はいくらでも勉強で身につけられるのでこれといったものは必要ありません.それよりも自分のやりたいことの目標を持ってそれに向かって計算機を使い倒そうとする情熱が一番大事だと思います.


Q7) 演習三の課題を教えていただけますか

演習三では最初に掲げた当研究室のメインテーマであるシミュレーション・高性能計算・数値計算・バイオインフォマティクスの中から自らテーマを選んで勉強をして貰って実装し課題を見つけ解決する,ということをしてもらいます.成功するのが目的ではなく手を動かすことが重要と考えています.ですので失敗することも成果の一つで,面白いテーマを自ら考えて挑戦してみて欲しいと思っています.
竹内さん(博士課程二年)に聞きました
Q1) 竹内さんの研究の対象はなんでしょうか
分数階微積分という非整数階の階数の微積分の数値計算法について研究しています。
これは例えば、1.2階の微分や0.7階の積分などを取り扱う分野で、粘弾性体のシミュレーションや金融工学、カオス理論などで使われています。
私は分数階微積分という分野の中でも特にコンピュータを使って近似的に微積分を計算する手法の開発を行っています

Q2) 須田研の特徴は何だと思われますか
須田研の特徴は、自分の好きな分野を好きなペースで研究できるところだと思います。
須田研究室としては、並列計算、高性能計算などを主な研究課題としていますが、実際にはグラフ理論や折り紙のシミュレーション、
また過去にはコンパイラの研究をしている人などがおり、自分の興味のある分野を研究することが出来ます。

Q3) 須田先生はどのような方と思いますか
優しい先生で、また、寡黙な先生だと思います。口うるさく怒られる先生ではないですが、押し黙られるのも少し怖いです(笑)。
研究の指導についてはとても熱心な先生だと思います。ミーティングはほぼ毎週行われて、突っ込みを入れてくれます。
最近は忙しそうですが、時間の許す限り指導をしてくれます。

Q4) 須田研にきて、どのような点が良かったでしょうか
自分の好きなテーマを研究できる点がやはり良かったです。研究テーマ選びを完全に生徒の自主性に託してくれます。
ただ、そのぶん、やりたいことが全く決まってないという人には大変かもしれません。
また、研究室の雰囲気も平和で自由でストレスフリーでとても過ごしやすいです。研究に集中できる研究室だと思います。
田さん(修士課程二年)にききました
Q1) 田さんの研究の対象はなんでしょうか
今のスーパーコンピュータは、コア数が増える一方でプロセッサーのスビードはあまり上がりません。その結果、計算時間より通信時間の方ますます大きくなります。スーパーコンピュータの性能を出すために、通信回数やまたは通信時間を減らす努力が必要です。行列の数値計算はスーパーコンピュータでは最も重要な計算です。数値的安定と通信回避の並列行列計算アルゴリズムの開発を目指しています。

Q2) 須田研の特徴は何だと思われますか
好きな研究テーマをなんでもやらせてもらえます。須田研のメンバーは並列処理が中心で、機械学習とか、シミュレーションとか、折り紙の研究などをやっています。どんなテーマでも須田先生から必ず指導してもらえます。

Q3) 須田先生はどのような方と思いますか
須田先生はとても優しいです。学生の生活にも親切に手伝ってくれます。

Q4) 須田研にきて、どのような点が良かったでしょうか
マルチコアのサーバーまたは最新のGPUとCPUも一杯あります。スーパーコンピュータも使えます。研究の環境は完璧です。また、先生はとても親切で、研究の見方とか何でも相談できます。 もし並列アルゴリズムに興味があれば、スーパーコンピュータを使いたいなら、大規模計算をやってみたかったら、ぜひ須田研に来ていただきたいです。