採択課題 【詳細】
| jh250015 | ソフトウェア工学による自動チューニング技術の新展開 |
|---|---|
| 課題代表者 | 片桐 孝洋(名古屋大学・情報基盤センター) Takahiro Katagiri (Information Technology Center / Nagoya University) |
| 概要 | 高性能数値計算ソフトウェアを開発する際、性能チューニングには工数が必要となるだけでなく専門知識が必要とされ、開発コストの削減が望まれる。一方、ソフトウェア工学（SE）との学際研究は我が国ではほとんど行われていない。そこで本提案ではSE学者との学際研究を行う。工数削減に寄与する自動チューニング（AT）、GPUコード最適化、固有値・非線形ソルバ、計算化学、量子関連計算、に加えて本年度は新規に機械学習アプリも取り扱う。 |
| 関連Webページ | |
| 報告書等 | 研究紹介ポスター ／ 最終報告書 |
| 業績一覧 | (1) 学術論文 （査読あり） |
| [] Hideo Doi, Kenji Sugisaki, Tatsuya Nakano, Takahiro Katagiri, Yuji Mochizuki, 2025, Concurrent processing of VQE-UCCSD calculations with the FMO scheme, Chemistry Letters, 54 (8) upaf145 | |
| [] Yuji Mochizuki, Tatsuya Nakano, Kota Sakakura, Hideo Doi, Koji Okuwaki, Kaori Fukuzawa, Toshihiro Kato, Akira Naruse, Tetsuya Hoshino, Satoshi Ohshima, Hiroyuki Takizawa, Kengo Nakajima, Takahiro Katagiri, 2026, Development status of ABINIT-MP in 2025 FMOプログラムABINIT-MPの整備状況2025, Journal of Computer Chemistry, Japan, 25 (1), 7-14 | |
| (2) 国際会議プロシーディングス （査読あり） | |
| [] Tatsuro Hanyu, Takahiro Katagiri, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, 2025, An Algorithm Portfolio Approach for Parameter Tuning in Coherent Ising Machines, 2025 Thirteenth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW), 142-148 | |
| [] Daichi Mukunoki, Katsuhisa Ozaki, Sparse Iterative Solvers Using High-Precision Arithmetic with Quasi Multi-Word Algorithms, Proc. 2025 IEEE 18th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC 2025), pp. 33-40, 2025. | |
| (3) 国際会議発表（査読なし） | |
| [] Aina Ito, Yuka Kato, and Masahiro Ishii, Improving Emotion Estimation Accuracy by Integrating Multimodal Features from Audio and Video, in Proceedings of IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2025), pp. 553 - 555, 2025 (9). | |
| [] Rio Nishida and Yuka Kato, Evaluation of Crowd Model Suitability for Mobile Robot Simulation, in Proceedings of IEEE/IFAC International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT 2025), 2025 (7). | |
| [] Rina Katagiri, Yuka Kato, and Masahiro Ishii, Early Detection of Student Dropout Risk in Higher Education Using SMOTE-CatBoost Pipeline, in Proceedings of IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2025), pp. 545 - 547, 2025 (9).（学生優秀論文賞・銀賞を受賞） | |
| [] Daichi Mukunoki, Koki Morita, Hayashi Shun-ichiro, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, Toward Automatic Generation of High Performance Numerical Codes by LLMs, SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP26), Berlin, Germany, March 2026. | |
| [] Daichi Mukunoki, Automatic Generation of Numerical Codes for GPUs Using LLMs, JHPCN Field Workshop: State-of-the-Art in Code Generative AI for High-Performance Computing, Dec. 5, 2025. | |
| [] Daichi Mukunoki, Automatic Generation and GPU Porting of Numerical Computation Codes Using Generative AI, 58th ASE Seminar, Dec. 1, 2025 (invited). | |
| [] Daichi Mukunoki, Challenges and Prospects in Automatic Generation of HPC Codes Using Generative AI, The 6th "FugakuNEXT" Application Seminar, Sep. 25, 2025 (invited). | |
| [] Hiroto Kashimura, Takahiro Katagiri, Shuji Morisaki, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, A Trial on Optimizing Test Sequences for LAPACK Eigenvalue Computation Routines using Machine Learning, Posters of SCA/HPCAsia2026, January 27, 2026 | |
| [] Shun-ichiro Hayashi, Koki Morita, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, VibeCodeHPC: A Multi-LLM Agent Auto-Tuner for HPC Codes, Posters of SCA/HPCAsia2026, January 27, 2026 | |
| [] Takanori Kotama, Rio Yokota, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, Posters of SCA/HPCAsia2026, January 27, 2026 | |
| [] Naoya Mizuki, Takahiro Katagiri, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Performance Evaluation of SVM with Multiple Quantum-inspired Annealers, Posters of SCA/HPCAsia2026, January 27, 2026 | |
| [] Takahiro Katagiri, Evaluating Agentic AI for HPC: Insights from the HPC-GENIE Project, Trillion Paramter Consortium (TPC), TPC Conference Track at SCA/HPCA26, January 28, 2026 (招待講演) | |
| [] Takahiro Katagiri, HPC-GENIE: A Multi-Agent Code Generation Platform Project Based on Context Engineering, JHPCN Field Workshop, State-of-the-Art in Code Generative AI for High-Performance Computing, December 5th (Fri), 2025 | |
| [] Koki Isobe, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, GPU Acceleration of Medical Image Representation Learning Models with Distributed Data Parallel, I/O Optimization, and AI-Assisted Development, 2026 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT26), March 20 (Fri.) - 21 (Sat.), 2026 | |
| [] Ryo Mikasa, Shun-Ichiro Hayashi, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, Performance-Aware GRPO Training for Large Language Models in High-Performance Computing Code Generation, 2026 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT26), March 20 (Fri.) - 21 (Sat.), 2026 | |
| [] Takahiro Katagiri, Automatic Generation of HPC Codes: Current Achievements and Quantum-Oriented Future Directions, 2026 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT26), March 20 (Fri.) - 21 (Sat.), 2026 | |
| [] Osni Marques: AI and HPC Synergies: Developments and Opportunities, JHPCN Field Workshop: State-of-the-Art in Code Generative AI for High-Performance Computing, December 5, 2025 | |
| [] Satoshi Ohshima, Shunsuke Nakano, Yusuke Endo, "Optimization of GEMM using AMX, and can Code Generative AI generate its optimal code?", 2026 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing, 2026.03 | |
| (4) 国内会議発表（査読なし） | |
| [] 椋木大地，LLMによるBLASコード生成に関する考察，第33回AT研究会オープンアカデミックセッション（ATOS33），2025年7月28日． | |
| [] 林俊一郎，椋木大地，星野哲也，片桐孝洋，HPC-GENIE: High-Performance Computing with Generative Neural Intelligence for Execution，xSIG 2025，ポスター発表，2025年8月 (Poster Award受賞）． | |
| [] 椋木大地，林俊一郎，星野哲也，片桐孝洋，BLASコードを題材としたGPTモデルによる数値計算コード実装支援に関する考察，第200回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会（SWoPP2025），2025年8月4日． | |
| [] 林俊一郎，椋木大地，大島聡史，片桐孝洋，星野哲也，MCP・RAGを用いたプロシージャル3D生成LLMエージェント3Difyの提案とスパコンの利用，第200回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会（SWoPP2025），2025年8月4日． | |
| [] 羽生 達郎、片桐 孝洋、森下 誠、高橋 ⼀郎、河合 直聡、椋木 大地、星野 哲也、永井 亨、コヒーレントイジングマシンにおけるパラメタチューニングへのATの適用、計算工学講演会論文集、2025年6月 | |
| [] 片桐 孝洋, 林 俊一郎, 椋木 大地, 星野 哲也, 大島 聡史、HPC-GENIE: LLMを利用したHPCコード自動生成プロジェクト -- 概要とケーススタディ--、 [正会員 OS] 先進的環境における数値計算と関連HPC技術(1) 、日本応用数理学会 2025年度年会 予稿集、2025年9月 | |
| [] 片桐 孝洋, 林 俊一郎, 椋木 大地, 星野 哲也、HPC-GENIE: コード生成AIを活用するHPCコードの自動生成と「富岳NEXT」への展開、日本物理学会 第80回年次大会予稿集、2025年9月 | |
| [] 樫村 寛大，片桐 孝洋，森崎 修司，椋木 大地，星野 哲也、「機械学習によるLAPACK固有値計算ルーチンのテストシーケンス最適化の試行」、第201回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会、2025年9月29日(月)、金沢商工会議所、情報処理学会研究報告HPC、情報処理学会研究報告HPC, 2025-HPC-201, Vol , pp.1-6 (2025) | |
| [] 加藤由花, データ駆動群衆シミュレーションに基づく移動ロボットのためのモビリティ基盤, 電気学会産業応用部門大会, 5-S2-5, 2025 (8). | |
| [] 椋木大地, 森田光貴, 林俊一郎, 三笠諒, 星野哲也, 片桐孝洋, gpt-oss-120bを用いたコード自動最適化マルチエージェントシステムの試作, 情報処理学会研究報告: ハイパフォーマンスコンピューティング, Vol. 2025-HPC-202, No. 4, pp. 1-10, 2025年12月15日. | |
| [] 椋木大地, 生成AIによるスーパーコンピュータのプログラム開発 ― HPC-GENIEプロジェクトの紹介, 【第97回】 大学等におけるオンライン教育とデジタル変革に関するサイバーシンポジウム「教育機関DXシンポ」, 2026年3月16日（招待講演）. | |
| [] 椋木大地, 高性能計算のためのコード生成AIエージェント開発, MateriAI 2025 〜 計算物質科学分野におけるAI技術の活用, 2026年2月2日（招待講演）. | |
| [] 椋木大地, 生成AIの活用によるHPCコードGPU化の展望, 「次世代計算基盤を見据えたソフトウェア環境整備とそれを担う人材の育成に関する提言」についての意見交換会, 2026年1月21日（招待講演）． | |
| [] 椋木大地, 生成AIによるHPCコード開発の革新に向けて：HPC-GENIEプロジェクトの取り組みと展望, 情報処理学会東海支部 主催 第6回講演会, 2026年1月9日（招待講演）. | |
| [] 「FMOプログラムABINIT-MPの整備状況2025」 ○望月祐志(1,2), 中野達也(3), 坂倉耕太(4), 土居英男 (1), 奥脇弘次 (1,5), 福澤薫 (6), 加藤季広 (7), 成瀬彰 (8), 星野哲也 (9), 大島聡史 (10), 中島研吾 (11), 片桐孝洋 (9) (1)立教大理, (2)東大生産研, (3)RIST, (4)阪大D3セ, (5)JSOL, (6 阪大院薬, (7)NEC, (8)NVIDIA, (9)名大情基セ, (10)九大情基研開セ, (11)東北大サイバーセ, (12)東大情基セ（日本コンピュータ化学会2025年秋季年会 (岐阜), 2025/11/7） | |
| [] 「量子化学計算プログラムABINIT-MPにおけるMP2計算のGPU高速化」 ◯坂倉耕太(1), 中野達也(2), 望月祐志(3,4), 大島聡史(5), 星野哲也(6), 片桐孝洋(6), (1)阪大D3センター, (2)高度情報科学技術研究機構, (3)立大院理, (4)東大生産技術研究所, (5)九大情報基盤研究開発センター, (6)名大情報基盤センター （情報処理学会第88回全国大会, 2026 (松山), 2026/3/8) | |
| [] 高原悠加, 加藤由花, 社会的相互作用と環境情報を統合したグラフ畳み込みネットワークに基づく歩行者移動軌跡予測, 情報処理学会ITS研究フォーラム, 2026 (3).（ポスター発表） | |
| [] 舟木詩織, 加藤由花, 移動するゴールを追跡する自律移動ロボットのための深層強化学習に基づく経路探索, 情報処理学会ITS研究フォーラム, 2026 (3).（ポスター発表） | |
| [] 伊藤愛菜, 加藤由花, ロボットの移動行動が人の心理状態に及ぼす影響を推定するためのVR環境を用いた評価システムの構築, 情報処理学会全国大会, 5S-07, 2026 (3). | |
| [] 片桐里菜, 加藤由花, 次元削減と二値分類確率を組み合わせたSMOTE-CatBoostによる学生ステータス多クラス予測モデル, 情報処理学会全国大会, 7ZJ-01, 2026 (3). （学生奨励賞を受賞） | |
| [] Koki Morita, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, Evaluation of the Capability of Coding AI in Generating SYCL-Based Numerical Computation Codes for Intel GPUs, Posters of SCA/HPCAsia2026, January 27, 2026 | |
| [] Takahiro Katagiri, AI-Assisted Code Generation for HPC: Lessons from the HPC-GENIE Project, 8th R-CCS International Symposium: FugakuNEXT – AI for Science and HPC Applications, in conjunction with SCA/HPCAsia 2026, January 28, 2026 (招待講演) | |
| [] 樹神宇徳, 林俊一郎, 椋木大地, 横田理央, 大島聡史, 星野哲也, 片桐孝洋, HPC-AI Scientist: LLMを活用したHPC向け研究フレームワーク, 情報処理学会研究報告HPC, 2026-HPC-203, (2026) | |
| [] 三笠諒, 林俊一郎, 椋木大地, 星野哲也, 片桐孝洋, HPCコード生成能力向上のためのLLMを用いた強化学習手法の評価, 情報処理学会研究報告HPC, 2026-HPC-203 (2026) | |
| [] Takanori Kotama, Shun-ichiro Hayashi, Daichi Mukunoki, Rio Yokota, Satoshi Ohshima, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, HPC-AutoResearch: An HPC-Native Framework for Autonomous LLM-Driven Experimentation, 2026 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT26), March 20 (Fri.) - 21 (Sat.), 2026 | |
| [] 末永和也，樫村寛大，森崎修司，椋木大地，星野哲也，片桐孝洋：LAPACK固有値ソルバのテストケース最適化のための行列積演算のバグ混入の影響調査、情報処理学会第88回全国大会、2026年3月8日 | |
| (5) 公開したライブラリなど | |
| [] VibeCodeHPC - Multi Agentic Vibe Coding for HPC | |
| (6) その他（特許，プレスリリース，著書等） | |
| [] Daichi Mukunoki, Shun-ichiro Hayashi, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, Performance Evaluation of General Purpose Large Language Models for Basic Linear Algebra Subprograms Code Generation, arXiv preprint arXiv:2507.04697, 2025. | |
| [] Shun-ichiro Hayashi, Koki Morita, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, VibeCodeHPC: An Agent-Based Iterative Prompting Auto-Tuner for HPC Code Generation Using LLMs, arXiv:2510.00031 [cs.SE], Sep 2025. |
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