| 講演名 | 2017-05-23 Particle-In-Cell法における集約処理のOpenCLを用いた最適化 野田 裕之(慶大), 酒井 諒太郎(慶大), 宮島 敬明(JAXA), 藤田 直行(JAXA), 天野 英晴(慶大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | Particle-In-Cell(PIC)法は、衛星エンジンのひとつであるホールスラスタの研究開発の際に用いられる数値シミュレーション手法である。PIC法は連続体の運動を有限数の粒子の運動として離散化する粒子法の一種であり、プラズマを粒子と場に分割する。イオン・中性子・電子などの粒子については運動方程式および衝突計算を行い、電場・磁場については空間格子(セル)を用いて計算する。宇宙航空研究開発機構(JAXA)が開発中のホールスラスタ用PIC法シミュレーションコードであるNSRU-Full-PICは、Fortranで記述されたCPU用のコードであり、特に重要な処理のひとつに集約処理がある。集約処理は、粒子の情報を近傍のセル四隅に集約させるリダクション処理で、粒子番号単位で並列化を行うとRead After Write(RAW)ハザードが多発する。現状、NSRU-Full-PICにおいて集約処理は逐次的に処理されており、計算に膨大な時間を要することが問題である。我々は、NSRU-Full-PICの高速化・低消費電力化を目標に、ホールスラスタ専用マルチSoC FPGAクラスタの構築を検討している。本稿では、OpenCLベース高位合成環境であるIntel FPGA SDK for OpenCLを用いた最適なリダクション回路記述方法を探るため、複数の記述方法で回路を実装し、それらの性能比較を行う。 |
| 抄録(英) | |
| キーワード(和) | Particle-In-Cell法 / プラズマシミュレーション / FPGA / OpenCL / 高位合成 / リダクション演算 |
| キーワード(英) | |
| 資料番号 | CPSY2017-9,DC2017-9 |
| 発行日 | 2017-05-15 (CPSY, DC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF / CPSY / DC / IPSJ-ARC |
|---|---|
| 開催期間 | 2017/5/22(から3日開催) |
| 開催地（和） | 登別温泉第一滝本館 |
| 開催地（英） | Noboribetsu-Onsen Dai-ichi-Takimoto-Kan |
| テーマ（和） | HotSPA2017: リコンフィギャラブルシステム・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） | HotSPA2017: Reconfigurable System, Dependable Computing System, and General Topics |
| 委員長氏名（和） | 渡邊 実(静岡大) / 中島 康彦(奈良先端大) / 井上 美智子(奈良先端大) |
| 委員長氏名（英） | Minoru Watanabe(Shizuoka Univ.) / Yasuhiko Nakashima(NAIST) / Michiko Inoue(NAIST) |
| 副委員長氏名（和） | 本村 真人(北大) / 柴田 裕一郎(長崎大) / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(東大) / 福本 聡(首都大東京) |
| 副委員長氏名（英） | Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Satoshi Fukumoto(Tokyo Metropolitan Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 山口 佳樹(筑波大) / 谷川 一哉(広島市大) / 三吉 貴史(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) / 吉村 正義(京都産大) / 金子 晴彦(東工大) |
| 幹事氏名（英） | Yoshiki Yamaguchi(Univ. of Tsukuba) / Kazuya Tanigawa(Hiroshima City Univ.) / Takashi Miyoshi(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) / Masayoshi Yoshimura(Kyoto Sangyo Univ.) / Haruhiko Kaneko(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 小林 悠記(NEC) / 大川 猛(宇都宮大) / 高前田 伸也(北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Yuuki Kobayashi(NEC) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Shinya Takameda(Hokkaido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Computer Systems / Technical Committee on Dependable Computing / Special Interest Group on System Architecture |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | Particle-In-Cell法における集約処理のOpenCLを用いた最適化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Optimization of the aggregation process in Particle-In-Cell method using OpenCL |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Particle-In-Cell法 |
| キーワード(2)（和/英） | プラズマシミュレーション |
| キーワード(3)（和/英） | FPGA |
| キーワード(4)（和/英） | OpenCL |
| キーワード(5)（和/英） | 高位合成 |
| キーワード(6)（和/英） | リダクション演算 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 野田 裕之 / Hiroyuki Noda |
| 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） | 酒井 諒太郎 / Ryotaro Sakai |
| 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） | 宮島 敬明 / Takaaki Miyajima |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 宇宙航空研究開発機構(略称：JAXA) Japan Aerospace Exploration Agency(略称：JAXA) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 藤田 直行 / Naoyuki Fujita |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 宇宙航空研究開発機構(略称：JAXA) Japan Aerospace Exploration Agency(略称：JAXA) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 天野 英晴 / Hideharu Amano |
| 第 5 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 | 2017-05-23 |
| 資料番号 | CPSY2017-9,DC2017-9 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | CPSY-44,DC-45 |
| ページ範囲 | pp.45-50(CPSY), pp.45-50(DC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-05-15 (CPSY, DC) |