| 講演名 | 2015-12-02 高位合成ツールVivado HLSとPyCoRAMを用いたFPGAアクセラレータの性能比較 菊谷 雄真(阪府大高専), Tran Thi Hong(奈良先端大), 高前田 伸也(奈良先端大), 中島 康彦(奈良先端大), |
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| 抄録(和) | FPGAシステムの効率的な開発方式として高位合成技術が注目されている．本稿では，Xilinx社の商用高位合成ツールであるVivado HLSとPythonを用いたオープンソースな高位合成ツールであるPyCoRAMを用いて行列積アクセラレータの開発を行い，ARM搭載FPGAボード上でその性能を評価した．その結果，Vivado HLSよりもPyCoRAMを用いて開発したものが高速であった．このことから，高位合成ツールを用いた開発で高い性能を実現するには明示的なチューニング手法が必要であることが明らかになった．ディレクティブによる最適化には性能予測の容易さが重要である． また，開発したFPGAアクセラレータは，FPGAロジック側からDRAMへのアクセス帯域がCPUより狭いために高速化は達成できなかった．このことから，ARM搭載FPGAボード上でFPGAアクセラレータが性能を発揮するには，広帯域なインターコネクトが重要であることが明らかになった． |
| 抄録(英) | High-level synthesis (HLS) technology has been an attractive and efficient method for FPGA system development. In this paper, we developed matrix multiplication accelerators by using two different HLS tools: PyCoRAM, an open sourced HLS tool in Python, and Vivado HLS, a commercial HLS tool. Then we evaluated the performance by using an ARM-based FPGA platform. The evaluation result shows that the accelerator using PyCoRAM is faster than the one using Vivado HLS. It indicates that an explicit tuning way and the predictability of the performance are important for high performance system development with HLS tools. In addition, FPGA accelerators we developed could not overcome the CPU on the same board, due to its narrower memory bandwidth to the external DRAM than the CPU. It shows that a wider interconnection to the external memory is required to achieve higher performance than the CPU. |
| キーワード(和) | FPGA / 高位合成技術 / Vivado HLS / PyCoRAM |
| キーワード(英) | FPGA / High Level Synthesis / Vivado HLS / PyCoRAM |
| 資料番号 | CPSY2015-66 |
| 発行日 | 2015-11-24 (CPSY) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / DC / IPSJ-SLDM / CPSY / RECONF / ICD / CPM |
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| 開催期間 | 2015/12/1(から3日開催) |
| 開催地（和） | 長崎県勤労福祉会館 |
| 開催地（英） | Nagasaki Kinro Fukushi Kaikan |
| テーマ（和） | デザインガイア2015 -VLSI設計の新しい大地- |
| テーマ（英） | Design Gaia 2015 -New Field of VLSI Design- |
| 委員長氏名（和） | 松永 裕介(九大) / 金川 信康(日立) / 福井 正博(立命館大) / 中島 康彦(奈良先端大) / 渡邊 実(静岡大) / 藤島 実(広島大) / 野毛 悟(沼津高専) |
| 委員長氏名（英） | Yusuke Matsunaga(Kyushu Univ.) / Nobuyasu Kanekawa(Hitachi) / Masahiro Fukui(Ritsumeikan Univ.) / Yasuhiko Nakashima(NAIST) / Minoru Watanabe(Shizuoka Univ.) / Minoru Fujishima(Hiroshima Univ.) / Satoru Noge(Numazu National College of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 竹中 崇(NEC) / 井上 美智子(奈良先端大) / / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(東大) / 本村 真人(北大) / 柴田 裕一郎(長崎大) / 日高 秀人(ルネサス エレクトロニクス) / 廣瀬 文彦(山形大) |
| 副委員長氏名（英） | Takashi Takenana(NEC) / Michiko Inoue(NAIST) / / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Hideto Hidaka(Renesas) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 冨山 宏之(立命館大) / 福田 大輔(富士通研) / 岩田 浩司(鉄道総研) / 吉村 正義(京都産大) / 横山 昌生(シャープ) / 高島 康裕(北九州市大) / 西出 岳央(東芝) / 三吉 貴史(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) / 山田 裕(東芝) / 山口 佳樹(筑波大) / 吉田 毅(広島大) / 小舘 淳一(NTT) / 岩田 展幸(日大) |
| 幹事氏名（英） | Hiroyuki Tomiyama(Ritsumeikan Univ.) / Daisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Koji Iwata(RTRI) / Masayoshi Yoshimura(Kyoto Sangyo Univ.) / Masao Yokoyama(Sharp) / Yasuhiro Takashima(Kitakyushu City Univ.) / Takeo Nishide(Toshiba) / Takashi Miyoshi(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) / Yutaka Yamada(Toshiba) / Yoshiki Yamaguchi(Univ. of Tsukuba) / Takeshi Yoshida(Hiroshima Univ.) / Junichi Kodate(NTT) / Nobuyuki Iwata(Nihon Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 谷口 一徹(立命館大) / / / 高前田 伸也(奈良先端大) / 大川 猛(宇都宮大) / 谷川 一哉(広島市大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 高宮 真(東大) / 岩崎 裕江(NTT) / 橋本 隆(パナソニック) / 伊藤 浩之(東工大) / 範 公可(電通大) / 坂本 尊(NTT) / 中村 雄一(豊橋技科大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ittetsu Taniguchi(Ritsumeikan Univ.) / / / Shinya Takameda(NAIST) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Kazuya Tanikagawa(Hiroshima City Univ.) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Makoto Takamiya(Univ. of Tokyo) / Hiroe Iwasaki(NTT) / Takashi Hashimoto(Panasonic) / Hiroyuki Ito(Tokyo Inst. of Tech.) / Pham Konkuha(Univ. of Electro-Comm.) / Takashi Sakamoto(NTT) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Dependable Computing / Special Interest Group on System and LSI Design Methodology / Technical Committee on Computer Systems / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Technical Committee on Component Parts and Materials |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 高位合成ツールVivado HLSとPyCoRAMを用いたFPGAアクセラレータの性能比較 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Performance Comparison of FPGA Accelerators with Vivado HLS and PyCoRAM |
| 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） | 高位合成技術 / High Level Synthesis |
| キーワード(3)（和/英） | Vivado HLS / Vivado HLS |
| キーワード(4)（和/英） | PyCoRAM / PyCoRAM |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 菊谷 雄真 / Yuma Kikutani |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪府立大学工業高等専門学校(略称：阪府大高専) Osaka Prefecture University College of Technology(略称：OPUCT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | Tran Thi Hong / Thi Hong Tran |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学(略称：奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology(略称：NAIST) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 高前田 伸也 / Shinya Takamaeda |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学(略称：奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology(略称：NAIST) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 中島 康彦 / Yasuhiko Nakashima |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学(略称：奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology(略称：NAIST) |
| 発表年月日 | 2015-12-02 |
| 資料番号 | CPSY2015-66 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | CPSY-342 |
| ページ範囲 | pp.27-32(CPSY), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-11-24 (CPSY) |