MIPLIB 2010
(2011)
制約整数計画ソルバ SCIP の並列化
(2013)
制約整数計画(CIP: Constraint Integer Programs)は,制約プログラミング(CP: Constraint Programming),混合整数計画(MIP: Mixed Integer Programming),充足可能性問題(SAT: Satisfability Problem)の研究分野におけるモデリング技術と解法を統合している.その結果,制約整数計画は,広いクラスの最適化問題を扱うことができる.SCIP(Solving Constraint Integer Programs)は,CIP を解くソルバとして実装され,Zuse Institute Berlin(ZIB)の研究者を中心として継続的に拡張が続けられている.本論文では,著者らによって開発された SCIP に対する2 種類の並列化拡張を紹介する.一つは,複数計算ノード間で大規模に並列動作する ParaSCIPである.もう一つは,複数コアと共有メモリを持つ 1 台の計算機上で(スレッド)並列で動作する FiberSCIP である.ParaSCIP は,HLRN II スーパーコンピュータ上で,一つのインスタンスを解くために最大 7,168 コアを利用した動作実績がある.また,統計数理研究所の Fujitsu PRIMERGY RX200S5 上でも,最大 512 コアを利用した動作実績がある.統計数理研究所のFujitsu PRIMERGY RX200S5 上では,これまでに最適解が得られていなかった MIPLIB2010のインスタンスである dg012142 に最適解を与えた.
This paper describes how we solved 12 previously unsolved mixed-integer program- ming (MIP) instances from the MIPLIB benchmark sets. To achieve these results we used an enhanced version of ParaSCIP, setting a new record for the largest scale MIP computation: up to 80,000 cores in parallel on the Titan supercomputer. In this paper we describe the basic parallelization mechanism of ParaSCIP, improvements of the dynamic load balancing and novel techniques to exploit the power of parallelization for MIP solving. We give a detailed overview of computing times and statistics for solving open MIPLIB instances.