HPC-GENIE:
High-Performance Computing with Generative Neural Intelligence for Execution

開発対象

• HPCコード生成を実現するためのプロンプトエンジニアリング方式
• 複数のLLMが利用できるCLI (Command Line Interface)の開発、及び、ソフトウェア自動チューニング(Auto-tuning, AT)機能との連携
• HPCコード生成を実現するためのRAG (Retrieval Augmented Generation) 、およびファインチューニング機能の開発
• HPCコード生成を実現するためのローカルLLMの活用方式
• コード生成AIによる、精度保証、混合精度演算、説明可能AI(XAI)およびATコードの自動生成
• 開発するコード生成AI基盤/ツール群はオープンソース化を行い、ソフトウェアの持続可能性（Sustainability）を高める

研究発表（予定を含む）

• Tetsuya Hoshino, Shun-Ichiro Hayashi, Daichi Mukunoki, Takahiro Katagiri and Toshihiro Hanawa, Evaluating Claude Code's Coding and Test Automation for GPU Acceleration of a Legacy Fortran Application: A GeoFEM Case Study, Proc. the Supercomputing Asia and International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region Workshops (SCA/HPCAsiaWS '26) - The 1st International Workshop on Foundational Large Language Models Advances for HPC in Asia (LLM4HPCAsia 2026), pp. 353–360, 2026 (Best Paper Award, 採択率27%).
• Shun-Ichiro Hayashi, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, VibeCodeHPC: A Multi-LLM Agent Auto-Tuner for HPC Codes, the Supercomputing Asia and International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region Workshops (SCA/HPCAsiaWS '26), poster session, Jan. 2026.
• Takanori Kotama, Rio Yokota, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, Proposal of The AI Scientist v2 for High Performance Computing with Local Large Language Models, the Supercomputing Asia and International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region Workshops (SCA/HPCAsiaWS '26), poster session, Jan. 2026.
• Ryo Mikasa, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Takahiro Katagiri, A Multi Agent System for Local LLM-Based HPC Code Generation, the Supercomputing Asia and International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region Workshops (SCA/HPCAsiaWS '26), poster session, Jan. 2026.
• 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, the Supercomputing Asia and International Conference on High Performance Computing in Asia Pacific Region Workshops (SCA/HPCAsiaWS '26), poster session, Jan. 2026.
• 片桐孝洋，「ソフトウェア自動チューニング研究の最前線　～量子アニーラからコード生成AIエージェントまで～」，Quloudセミナー - HPC・AI応用編 -，2025年12月24日．
• 片桐孝洋、林俊一郎、森田光貴、椋木大地、星野哲也，HPC-GENIE：コード生成AI活用によるHPCコード自動生成プロジェクト，第17回自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム（ATTA2025），2025年12月23日．
• 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，第255回システム・アーキテクチャ・第202回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会，2025年12月15日．
• 林俊一郎，森田光貴，椋木大地，星野哲也，片桐孝洋．VibeCodeHPC：自動コード最適化CLI型マルチエージェント，第255回システム・アーキテクチャ・第202回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会，2025年12月15日．
• 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, Dec. 5, 2025.
• Tetsuya Hoshino, Evaluating Claude Code’s Coding and Test Automation for GPU Acceleration of a Legacy Fortran Application: A GeoFEM Case Study, JHPCN Field Workshop: State-of-the-Art in Code Generative AI for High-Performance Computing, Dec. 5, 2025.
• Shun-ichiro Hayashi, VibeCodeHPC: CLI-based multi-agents system for auto-tuning, JHPCN Field Workshop: State-of-the-Art in Code Generative AI for High-Performance Computing, Dec. 5, 2025.
• 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.
• Shun-ichiro Hayashi, Daichi Mukunoki, Tetsuya Hoshino, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri, 3Dify: a Framework for Procedural 3D-CG Generation Assisted by LLMs Using MCP and RAG, arXiv preprint arXiv:2510.04536, October 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 preprint arXiv:2510.00031, September 2025.
• 林俊一郎，森田光貴, 椋木大地，星野哲也，片桐孝洋，LLMによるコード自動最適化「VibeCodeHPC」の開発状況と実験が示したマルチエージェントの優位性，物性研究所ソフトウェア開発・高度化プロジェクト研究会 〜計算物質科学の発展を支えるオープンソースソフトウェアの開発と普及，ポスター発表，2025年10月20日．
• 椋木大地，林俊一郎，星野哲也 ，片桐孝洋，LLMを用いた数値計算コードの自動生成・自動性能最適化への挑戦と展望，物性研究所ソフトウェア開発・高度化プロジェクト研究会 〜計算物質科学の発展を支えるオープンソースソフトウェアの開発と普及，ポスター発表，2025年10月20日．
• Daichi Mukunoki, Challenges and Prospects in Automatic Generation of HPC Codes Using Generative AI, The 6th "FugakuNEXT" Application Seminar, Sep. 25, 2025.
• 林俊一郎，椋木大地，生成AIを活用した数値計算・HPCコード自動生成への挑戦と展望，2025年度第2回物性アプリオープンフォーラム，2025年9月29日．
• 星野哲也，林俊一郎，椋木大地，片桐孝洋，塙敏博，GeoFEMを対象としたClaudeCodeによるGPUコード開発の評価，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．
• 片桐孝洋，林俊一郎，椋木大地，星野哲也，大島聡史，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，2025年9月17日．
• 椋木大地，汎用LLMによるBLASコード自動生成能力の考察，第6回スーパーコンピュータ「不老」ユーザ会，2025年9月11日．
• 片桐孝洋，HPC-GENIE: LLMを利用したHPCコード自動生成プロジェクト ー概要とケーススタディー，日本応用数理学会 2025年度年会，2025年9月2日〜4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）．
• 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．
• 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．
• 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，DifyのLLMエージェントとRAGを用いたHPCコード生成の展望，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．
• 片桐孝洋，HPC-GENIE：コード生成AIを活用したHPCプログラム自動生成プロジェクト　ーFortranからGPUコードの自動生成は可能か？ー，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．
• 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, July 2025.
• 林俊一郎，3Dify: 対話型分散フレームワーク ーRAGを用いたマルチDCC対応プロシージャル3D生成LLMエージェントー (3Dify: Distributed interactive framework - your LLM Agents for Multi-DCC Compatible Procedural 3D Generation with RAG -)， 名古屋大学情報学部コンピュータ科学科情報システム系 卒業論文，2025年2月．
• 林俊一郎，片桐孝洋，星野哲也，大島聡史，河合直聡，永井亨，3Dify:対話型分散フレームワーク　-RAGを用いたマルチDCC対応プロシージャル3D生成LLMエージェント，情報処理学会 第87回全国大会，2025年3月15日．

成果物

• 林俊一郎，VibeCodeHPC - Multi Agentic Vibe Coding for HPC, https://github.com/Katagiri-Hoshino-Lab/VibeCodeHPC-jp, 2025年8月．
• 林俊一郎，3dify-project, https://github.com/3dify-project．

関連イベント

• JHPCN Field Workshop State-of-the-Art in Code Generative AI for High-Performance Computing（2025年12月5日，名古屋大学情報基盤センター）
• 第33回AT研究会オープンアカデミックセッション(ATOS33) 特別企画「LLMによる生成AIのHPC適用」（2025年7月28日，名古屋大学情報基盤センター）
• Second ITC-NU High Performance Computing Division International Seminar（2024年7月25日，名古屋大学情報基盤センター）
• Workshop on Numerical Computing and Software Productivity in Nagoya (WNCSP2023)（2023年8月30日，名古屋大学情報基盤センター）

研究参加者

随時更新します．

• 片桐　孝洋（名古屋大学 情報基盤センター 教授）
• 星野　哲也（名古屋大学 情報基盤センター 准教授）
• 椋木　大地（名古屋大学 情報基盤センター 助教）
• 森崎　修司（名古屋大学大学院 情報学研究科 情報システム学専攻 准教授）
• 大島　聡史（名古屋大学 情報基盤センター 招へい教員 / 九州大学 情報基盤研究開発センター 准教授）
• 林　俊一郎（名古屋大学大学院 情報学研究科 修士1年）
• 森田　光貴（名古屋大学大学院 情報学研究科 修士1年）
• 樹神　宇徳（名古屋大学 情報学部 学部4年）
• 三笠　諒（名古屋大学 情報学部 学部4年）
• 磯部　晃輝（名古屋大学 情報学部 学部4年）
• 阪口　修吾（名古屋大学 情報学部 学部4年）
• 内田　啓太（名古屋大学 情報学部 学部4年）

研究助成

• 次世代エッジAI半導体研究開発事業「テーマ(1) 高効率自動設計による次世代AI回路・システム」採択課題「ローカル LLM 支援によるエッジ AI 半導体の次世代高効率設計基盤の創出」(代表者：名古屋大学 石原亨 教授)の、主たる研究分担者(名古屋大学 片桐孝洋 教授)として参加している。
• HPCI整備計画調査研究事業における採択課題（3）運用システム（計算機）整備計画調査研究（代表機関名：国立研究開発法人理化学研究所，事業代表者：佐藤　賢斗）の分担機関（東海国立大学機構　名古屋大学、分担機関代表者：星野哲也 准教授）、および採択課題（4）量子等ハイブリッド（連携）運用環境調査研究（代表機関名：国立大学法人東北大学 事業代表者：小松　一彦）の分担機関（東海国立大学機構　名古屋大学、分担機関代表者：片桐孝洋 教授）として参加している。
• JHPCN2025採択課題（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）https://jhpcn-kyoten.itc.u-tokyo.ac.jp/abstract/jh250015