基本情報

所属
分散並行処理研究室
職位
上級准教授
E-Mail
nakasato@u-aizu.ac.jp
Webサイト
http://galaxy.u-aizu.ac.jp/PPL/

教育

担当科目 - 大学
プログラミング入門コンピュータアーキテクチャ論並列コンピュータアーキテクチャ論
担当科目 - 大学院
数値モデリングとシミュレーションHigh Performance Computing

研究

研究分野
天体物理学High Performance Computing計算機アーキテクチャリコンフィギャラブルコンピューティング
略歴
2013年 会津大学コンピュータ理工学部 上級准教授 2007年 会津大学コンピュータ理工学部 准教授 2000年 - 2006年 東京大学大学院理学系研究科付属ビッグバン宇宙国際研究センター研究員, ドイツAstronomische Rechen Institut SFB研究員, 日本学術振興会特別研究員(PD), 理化学研究所基礎化学特別研究員 2000 年 東京大学大学院理学系研究科天文学専攻博士課程修了 博士(理学)取得 1997年 - 2000年 日本学術振興会特別研究員(DC1) 1997年 東京大学大学院理学系研究科天文学専攻修士課程修了 1995年 東北大学理学部 天文及び地球物理学会第一卒
現在の研究課題
高性能計算機開発高精度演算の実現天体形成と進化の数値シミュレーションDomain Specific Languageのコンパイラ開発
研究内容キーワード
宇宙, 数値計算, シミュレーション, 計算機アーキテクチャ, FPGA, Domain Specific Language, FPGA, コンパイラ
所属学会
日本天文学会, International Astronomical Union, 情報処理学会, IEEE, ACM

パーソナルデータ

趣味
プログラミング, 読書, 舞台ライブ
子供時代の夢
科学者
これからの目標
座右の銘
愛読書
"Hackers" Steven Levy (翻訳版『ハッカーズ』) "Hacker's Delight" Henry S. Warren Jr. (翻訳版『ハッカーのたのしみ』) "The New Hacker's Dictionary" Eric S. Raymond ed. (翻訳版『ハッカーズ大辞典』)
学生へのメッセージ
その他

主な研究

粒子シミュレーションの応用 ~コップの中から宇宙まで~

粒子シミュレーションでは、様々な流体を粒子(ボール)の集まりとして考えます。たくさんのボールがバネでつながっているところを想像してみてください。このボールの集団を引っ張ると、バネの力で元に戻ろう(復元しよう)とします。この「バネの法則」を変化させることで、様々な流体をシミュレートする(模擬する, まねる)ことができます。この手法により、水や油などの身近な液体から、宇宙に存在する高温プラズマまで様々な物質をシミュレーションすることができます。

    |TAB|
  • 実例1:流れのシミュレーション
    |TAB|「法則」を変えることで、水のような流体を粒子の集まりとしてシミュレーションできます。これにより、海や川の様子や、ダムの設計等への応用が可能です。
  • |TAB|
  • 実例2:宇宙の構造
    |TAB|広い宇宙に存在する物質の多くは非常に高温なため、原子から電子がはがれて、プラズマになっています。プラズマも粒子の集まりとしてシミュレーションできます。その動きや様子をシミュレーションすることで、宇宙の進化を調べることができます。プラズマが互いに引き合い太陽などの恒星が誕生し、その周りには、温度の低下によりプラズマが気体、液体、固体と変化し、それらから地球や月が生まれました。このように、粒子シミュレーションは、宇宙の謎を解明するためにも使われています。

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主な著書・論文

Formation and Chemical Dynamics of the Galaxy and Globular Clusters PhD thesis, University of Tokyo, 2000

1. GPU accelerated Hybrid Tree Algorithm for Collision-less N-body Simulations, T.Watanabe & N.Nakasato, 2014, Fifth International Symposium on Highly-Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies (HEART2014)

2. Blocked United Algorithm for the All-Pairs Shortest Paths Problem on Hybrid CPU-GPU Systems, K.Matsumoto, N.Nakasato, & S.G.Sedukhin, 2012, IEICE Transactions, Vol.E95- D, No.12, pp.2759-2768, Dec. 2012.

3. GRAPE-MPs: Implementation of an SIMD for quadruple/hexuple/octuple-precision arithmetic operation on a structured ASIC and an FPGA, N.Nakasato, H.Daisaka, T.Fukushige, A.Kawai, J.Makino, F.Yuasa & T.Ishikawa, 2012, IEEE MCSoC 2012, pp.75?83

4. Implementation of a Parallel Tree Method on a GPU
N.Nakasato, 2012, Journal of Computational Science, Vol. 3, pp.132-141

5. Multi-level Optimization of Matrix Multiplication for GPU-equipped Systems, K.Matsumoto, N.Nakasato, T.Sakai, H.Yahagi, & S.G.Sedukhin, 2011, Procedia Computer Science Vol.4, 342-35

6. GRAPE-MP: An SIMD Accelerator Board for Multi-Precision Arithmetic, H.Daisaka, N.Nakasato, J.Makino, F.Yuasa, & T.Ishikawa, 2011, Procedia Computer Science Vol. 4, 878-887

7. Chemodynamical Simulations of the Milky Way Galaxy C.Kobayashi & N.Nakasato, Astrophysical Journal, 2011, 637, 729

8. A fast GEMM implementation on the cypress GPU
N.Nakasato, 1st International Workshop on Performance Modeling, Benchmarking and Simulation of High Performance Computing Systems (PMBS 10), 2011, ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Re-view, Vol.38 Issue 4, pp. 50?55

9. 3-D Simulations of the Chemical and Dynamical Evolution of the Galactic Bulge, N.Nakasato & K.Nomoto, Astrophysical Journal, 2003, 588, 842