MPIによるwavからmp3圧縮の検証 情報論理工学研究室 04‐1‐47‐200 木村 惇一
あらまし 並列処理の目的 仮想並列計算機 MPI(Message Passing Interface) 並列mp3エンコーダ 計測方法 結果・考察 結論 本研究では並列処理を行うためMPIというソフトウェアを使用し仮想並列計算機を構成したため、 Mp3エンコーダを含む並列mp3エンコーダを作成使用し計測を行った
並列処理の目的 処理時間の短縮 信頼性の向上 データ分割手法 機能分割手法 耐故障性 データを分けて計算を行う。 処理の方法で分ける。 複数の計算機同じプログラムを実行させることで、１台がとまってしまってもほかの計算機が負担しシステム全体の停止をひきをこさない
仮想並列計算機 ネットワーク プロセッサ メモリ プロセッサ メモリ プロセッサ メモリ
仮想並列計算機の利点 安価で並列計算機が構築できる 拡張性が高い 手軽にプログラミングが可能 並列計算機は大変高価なものです。無料の並列計算機を構成するソフトウェアを使用し。計算機をネットワークにつなぐことで並列計算機が作れるため。並列計算機を作成するコストが大幅に削減できる。
MPI(Message Passing Interface) 世界標準を目的に作成 移植性が高い 異なるOS間の通信を考慮していない
MPICH wav→mp3変換 MPI規格を基に作られたソフトウェア wav:非圧縮音声ファイル mp3:圧縮音声ファイル GNU LGPLを用いているため、使用に際してライセンス料はかからない。 LAME Ain’t MP3 Encoderは「LAMEはmp3エンコーダではない」という意味 mp3:圧縮音声ファイル エンコード方法：LAMEを用いたgogo.dllを使用
並列mp3エンコーダ ホスト1 ホスト2 ホスト3 ホスト4 ネットワーク Audio_1.wav Audio_2.wav それぞれのホストは4つのファイルのどれを変換するかを自動的に決める。 Wavファイルはホストのそれぞれの１つのプロセスによってmp3に変換される。 よって、この図の場合wavファイルが５つの時は、どれかのホストがAudio_5.wavを含む2つのファイルを変換する場合がある。 変換したファイルはそれぞれのホストに保存されるようになっている。 Audio_1.mp3 Audio_2.mp3 Audio_3.mp3 Audio_4.mp3
検証方法 wavファイルを8個使用する 使用PC台数は４台 35.9MB、3分36秒 変換するファイルを1、２、４、８と増やしていく 変換するmp3のビットレートは128kbps 使用PC台数は４台 １台から4台まで順に増やしていく OSはWindowsで統一
計測結果(演算時間) Kimura他2台、Kimura他3台のwavファイルが1と2の時のデータがないのは、 1つのwavファイルにつき１つのプロセスで変換するためKimura,Watanabe,Magician,Ishi-5のどれかのホストにwavファイルの変換をさせるのであまり変わらないために載っていない
結論 本研究ではMPIによるmp3圧縮の検証をした MPIを使用しての高速化処理は有効である wavファイル振り分け時に、PCのスペックごとにwavの振り分けを考慮する必要がある MPIを使用しての並列化処理はデータが膨大でも少量であっても高速化が可能であるため有効であることがいえる。 今回の研究では計算機のスペックを考慮せず均等にデータを分割し処理を行っていたため計算の差が現れてしまったが送信時において計算機のスペックごとにあったデータを送信すれば効率的な計算ができ処理時間の短縮が図れるものとをもわれます 今回の検証で使用した並列エンコーダのアルゴリズムではデータを均等に計算機に送信を行なっていたが、低スペック計算機と高スペック計算機とでは送信するデータの容量を低スペック計算機にはデータを少なくし高スペック計算機にはデータを多く送信することで処理速度の向上が出来るのではないかと考える。 処理の高速化において 並列処理は有効な手段であるといえる