| 講演名 | 2020-01-22 ルータのマルチFPGAシステムへの実装と性能評価 清水 智貴(慶大), 伊藤 光平(慶大), 飯塚 健介(慶大), 山内 脩吾(慶大), 弘中 和衛(慶大), 天野 英晴(慶大), |
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| 抄録(和) | データセンターなどの大規模な計算システムにおいては電力と性能のトレードオフが重視される．FPGAに備わっているシリアルリンクにより直接複数のFPGAを接続したマルチFPGAシステムは，低電力で高い性能を実現し，スケールアップが容易である点で有利である．マルチFPGAの性能を引き出すためには，FPGA間の通信方式の検討が重要である．そこで，本研究では安価なFPGAから構成されるマルチFPGAシステム，FiC（Flow-in-Cloud）上でパケットスイッチ方式のルータを開発，実装した．そして実際のシステム上で，FiCシステム上で現在運用されているSTDM方式のスイッチと，基本性能を比較した．その結果，2ホップでの比較でタイムスロット2以上のSTDM方式に対しルータの通信性能がレイテンシの面から優れていることを確認した． また，24台のFPGAから構成されるシステム上で384×384のサイズの行列に対する共役勾配法を実行し，パケットスイッチ方式はSTDM方式と比較し1.73倍の高速化に成功した． |
| 抄録(英) | The trade-off between power efficiency and performance is important in large-scale computing systems like a datacenter. Multi-FPGA system which is consisted of FPGAs connected by direct serial links has scalability and is able to realize high performance by low power. In this research, we developed and implemented a packet-switching router on Multi-FPGA System, FiC(Flow-in-Cloud). This system consists of middle-range FPGAs. We evaluated the communication performance of the packet-switching router on FiC system and compared the performance between this router and STDM-Switch which is operated on the current FiC system. In conclusion, We confirm that the packet-switching router is better than STDM-Switch which has more than 2 time slots. Moreover, we observed 24 FPGAs FiC system using packet-switch router performs 1.73 times faster than the same system using STDM-Switch in conjugate gradient method execution in a matrix of 384 by 384. |
| キーワード(和) | マルチFPGA / ルータ / 評価 / STDMスイッチ / FPGA-in-Cloud |
| キーワード(英) | Multi-FPGA / Router / Evaluation / STDM-Switch / FPGA-in-Cloud |
| 資料番号 | VLD2019-59,CPSY2019-57,RECONF2019-49 |
| 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） | ルータのマルチFPGAシステムへの実装と性能評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Implementation and Evaluation of a Router on a Multi-FPGA System |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | マルチFPGA / Multi-FPGA |
| キーワード(2)（和/英） | ルータ / Router |
| キーワード(3)（和/英） | 評価 / Evaluation |
| キーワード(4)（和/英） | STDMスイッチ / STDM-Switch |
| キーワード(5)（和/英） | FPGA-in-Cloud / FPGA-in-Cloud |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 清水 智貴 / Tomoki Shimizu |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 伊藤 光平 / Kohei Ito |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 飯塚 健介 / Kensuke Iizuka |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 山内 脩吾 / Yugo Yamauchi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 弘中 和衛 / Kazuei Hironaka |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 天野 英晴 / Hideharu Amano |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 発表年月日 | 2020-01-22 |
| 資料番号 | VLD2019-59,CPSY2019-57,RECONF2019-49 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | VLD-371,CPSY-372,RECONF-373 |
| ページ範囲 | pp.31-36(VLD), pp.31-36(CPSY), pp.31-36(RECONF), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-01-15 (VLD, CPSY, RECONF) |