| 講演名 | 2015-04-17 重力計算アプリケーションのPEACH2へのオフローディング 鶴田 千晴(慶大), 久原 拓也(慶大), 三木 洋平(筑波大), 天野 英晴(慶大), |
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| 抄録(和) | 重力相互作用を高速に計算するために広く用いられているツリー法は、複数のノードを持つGPUクラスタで実行する場合、Locally Essential Tree(LET)の作成をCPUまたはGPUで行う。CPUにて作成する場合、この交換をGPU間で行う必要があるため全体の交信が増大する。筑波大学が開発しているTCA(Tightly Coupled Accelerators)アーキテクチャは、FPGAを用いたスイッチPEACH2を用いてPCIeパケットを交換することで、複数ノードのGPU間で、直接データを交換することが可能である。本報告ではTCAにおけるこのPEACH2のFPGA上にLETを作成する演算機構の実装を行う。これにより現在の実装ではCPUで行っていたLET作成のための処理を高速化し、PEACH2の入出力幅にあわせてパイプラインで演算を行うことで、通信時間を隠蔽することが可能である。演算機構をQuartusIIを用いて論理合成した結果、モジュール単体でLET作成時間を比較した場合、CPU実行と比べ2.2倍の高速化が出来た。LET作成からGPUへの送信時間を含めた実行時間を計算した場合、CPUでの実行と比べ7.2倍の高速化が可能であると推定される。 |
| 抄録(英) | On-the-fly computation in the field-programmable gate array (FPGA) used for the switching hub is one potential way to accelerate the computation of data exchanged through the hub. However, for large scale scientific computation, it is difficult to implement such an accelerator on the FPGA used in high performance computers. Here, a hardware local essential tree (LET) generator used in an N-body simulation is implemented on the FPGA of PEACH2 (PCI Express Adaptive Communication Hub ver2), a low latency switching hub for high performance GPU clusters. By using the pipelined on-the-fly execution with a multipole acceptance criterion judging module and a data updating module, the generation performance is 2.2 times faster than that with the CPU. When data communication is considered, a performance 7.2 times faster than when using the CPU can be achieved. |
| キーワード(和) | FPGA / PEACH2 / オフローディング / N体シミュレーション |
| キーワード(英) | FPGA / PEACH2 / Off-loading / N-body simulation |
| 資料番号 | CPSY2015-2,DC2015-2 |
| 発行日 | 2015-04-10 (CPSY, DC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | DC / CPSY |
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| 開催期間 | 2015/4/17(から1日開催) |
| 開催地（和） | 明治大学中野キャンパス 高層棟3F, 312教室 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | ディペンダブルコンピューティングシステムおよび一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 金川 信康(日立) / 吉永 努(電通大) |
| 委員長氏名（英） | Nobuyasu Kanekawa(Hitachi) / Tsutomu Yoshinaga(Univ. of Electro-Comm.) |
| 副委員長氏名（和） | 井上 美智子(奈良先端大) / 安里 彰(富士通) / 中島 康彦(奈良先端大) |
| 副委員長氏名（英） | Michiko Inoue(NAIST) / Akira Asato(Fujitsu) / Yasuhiko Nakajima(NAIST) |
| 幹事氏名（和） | 岩田 浩司(鉄道総研) / 土屋 達弘(阪大) / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(電通大) |
| 幹事氏名（英） | Koji Iwata(RTRI) / Tatsuhiro Tsuthiya(Osaka Univ.) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Electro-Comm.) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 井上 浩明(NEC) / 大川 猛(宇都宮大) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Hiroaki Inoue(NEC) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Dependable Computing / Technical Committee on Computer Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 重力計算アプリケーションのPEACH2へのオフローディング |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Off-loading to PEACH2 of Gravitational Calculation |
| 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） | PEACH2 / PEACH2 |
| キーワード(3)（和/英） | オフローディング / Off-loading |
| キーワード(4)（和/英） | N体シミュレーション / N-body simulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 鶴田 千晴 / Chiharu Tsuruta |
| 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） | 久原 拓也 / Takuya Kuhara |
| 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） | 三木 洋平 / Miki Yohei |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 筑波大学(略称：筑波大) University of Tsukuba(略称：Univ. of Tsukuba) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 天野 英晴 / Hideharu Amano |
| 第 4 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 | 2015-04-17 |
| 資料番号 | CPSY2015-2,DC2015-2 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | CPSY-7,DC-8 |
| ページ範囲 | pp.7-12(CPSY), pp.7-12(DC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-04-10 (CPSY, DC) |