| 講演名 | 2020-01-23 FPGAを用いたストリームデータ集約演算のウィンドウサイズ拡大 大坂 誠樹(電通大), 吉見 真聡(TIS), 策力木格(電通大), 吉永 努(電通大), |
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| 抄録(和) | 本稿では，ストリームデータ集約演算を対象とした専用ハードウェアCQPH(Configurable Query Processing Hardware)とそのスライディング・ウィンドウサイズを大きくするための実装について述べる．著者らの研究グループが研究開発に取り組んでいるCQPHは，集約演算クエリを動的に変更できる特徴を有するが，集約演算の中間データを保持するバッファとしてFPGA内のBlockRAM を利用すると，容量制限により対応可能なウィンドウサイズが制限されてしまう．そこで，大量の中間データを保持する必要のある集約演算クエリを実行する場合には，オフチップDRAMを格納先として利用可能にすることで，ウィンドウサイズの拡大に対応する．このとき，先読みキャッシュと中間データの多段階集約演算の2つの仕組みを導入し，DRAMアクセス遅延を隠蔽する．実験の結果，処理速度を維持してウインドウサイズの大きいクエリを実行できることを確認した． |
| 抄録(英) | This paper proposes an FPGA-based Stream Data Aggregation for large Sliding-Windows. We designed Configurable Query Processing Hardware (CQPH), which is a dynamically configurable accelerator for real-time query processing on data streams. Previous implementation of CQPH used BRAM on an FPGA to store intermediate data of aggregation, hence it restricts available sliding-window sizes due to the capacity of on-chip memory. We redesigns a new CQPH which utilizes off-chip DRAM for large amount of intermediate data buffering in order to support variety of queries with large window sizes. To reduce DRAM access latency, we introduce two mechanisms, a look-ahead cache and multi-stage compression of intermediate aggregation results. We show that the proposed new implementation of CQPH works well for stream data aggregation on large sliding-window sizes without degrading performance compared with the previous BRAM-based implementation. |
| キーワード(和) | FPGA / ウィンドウ集約演算 / データストリーム / クエリ処理 / 並列処理 |
| キーワード(英) | FPGA / window-aggregation / data stream / query processing / parallel processing |
| 資料番号 | VLD2019-76,CPSY2019-74,RECONF2019-66 |
| 発行日 | 2020-01-15 (VLD, CPSY, RECONF) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | IPSJ-SLDM / RECONF / VLD / CPSY / IPSJ-ARC |
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| 開催期間 | 2020/1/22(から3日開催) |
| 開催地（和） | 慶応義塾大学 日吉キャンパス 来往舎 |
| 開催地（英） | Raiosha, Hiyoshi Campus, Keio University |
| テーマ（和） | FPGA応用および一般 |
| テーマ（英） | FPGA Applications, etc. |
| 委員長氏名（和） | 田宮 豊(富士通研) / 柴田 裕一郎(長崎大) / 戸川 望(早大) / 入江 英嗣(東大) / 井上 弘士(九大) |
| 委員長氏名（英） | Yutaka Tamiya(Fujitsu Lab.) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Nozomu Togawa(Waseda Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Hiroshi Inoue(Kyushu Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | / 佐野 健太郎(理研) / 山口 佳樹(筑波大) / 福田 大輔(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) / 中島 耕太(富士通研) |
| 副委員長氏名（英） | / Kentaro Sano(RIKEN) / Yoshiki Yamaguchi(Tsukuba Univ.) / Daisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) / Kota Nakajima(Fujitsu Lab.) |
| 幹事氏名（和） | 土谷 亮(滋賀県大) / 岩崎 裕江(NTT) / 佐々木 通(三菱電機) / 谷川 一哉(広島市大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 小平 行秀(会津大) / 桜井 祐市(日立) / 津邑 公暁(名工大) / 高前田 伸也(北大) / 近藤 正章(東大) / 塩谷 亮太(名大) / 田中 美帆(富士通研) / 長谷川 揚平(東芝メモリ) |
| 幹事氏名（英） | Akira Tsuchiya(Univ. Shiga Prefecture) / Hiroe Iwasaki(NTT) / Toru Sasaki(Mitsubishi Electric) / Kazuya Tanigawa(Hiroshima City Univ.) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Yukihide Kohira(Univ. of Aizu) / Yuichi Sakurai(Hitachi) / Tomoaki Tsumura(Nagoya Inst. of Tech.) / Shinya Takameda(Hokkaido Univ.) / Masaaki Kondo(Univ. of Tokyo) / Ryota Shioya(Nagoya Univ.) / Miho Tanaka(Fujitsu Labs.) / Yohei Hasegawa(Toshiba Memory) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 小林 悠記(NEC) / 中原 啓貴(東工大) / 池田 一樹(日立) / 有間 英志(東大) / 小川 周吾(日立) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Yuuki Kobayashi(NEC) / Hiroki Nakahara(Tokyo Inst. of Tech.) / Kazuki Ikeda(Hitachi) / Eiji Arima(Univ. of Tokyo) / Shugo Ogawa(Hitachi) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Special Interest Group on System and LSI Design Methodology / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Computer Systems / Special Interest Group on System Architecture |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | FPGAを用いたストリームデータ集約演算のウィンドウサイズ拡大 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | FPGA-based Stream Data Aggregation for Large Sliding-Windows |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | FPGA / FPGA |
| キーワード(2)（和/英） | ウィンドウ集約演算 / window-aggregation |
| キーワード(3)（和/英） | データストリーム / data stream |
| キーワード(4)（和/英） | クエリ処理 / query processing |
| キーワード(5)（和/英） | 並列処理 / parallel processing |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 大坂 誠樹 / Masaki Osaka |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 吉見 真聡 / Masato Yoshimi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | TIS株式会社(略称：TIS) TIS Inc.(略称：TIS) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 策力木格 / Celimuge Wu |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 吉永 努 / Tsutomu Yoshinaga |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 発表年月日 | 2020-01-23 |
| 資料番号 | VLD2019-76,CPSY2019-74,RECONF2019-66 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | VLD-371,CPSY-372,RECONF-373 |
| ページ範囲 | pp.141-146(VLD), pp.141-146(CPSY), pp.141-146(RECONF), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-01-15 (VLD, CPSY, RECONF) |