| 講演名 | 2019-01-31 Lattice-Boltzmann MethodのIntel Programmable Accelerator Cardへの実装と評価 宮島 敬明(理研), 上野 知洋(理研), 佐野 健太郎(理研), |
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| 抄録(和) | 我々は複数の FPGA を用いた高性能ストリーム計算のための共通プラットフォームの構築を目指し、研究開発を行っている。 FPGA を計算プラットフォームとして利用する際の問題点には、設計効率や FPGA 間通信、システムの設計・構築、運用性など多くの解決すべき問題がある。我々は、設計効率を独自のデータフロー言語”SPGen”で、 FPGA 間通信を独自の RDMA 実装で、システムの設計・構築を Intel Acceleration Stack (IAS) を採用することで、運用性を仮想環境で解決を試みる。本報告では、プラットフォームの初期段階である、 IAS をベースとした単体FPGA と Direct Memory Access Controller (DMAC) ライブラリの実装と評価を述べる。具体的には、 IAS のハードウェア部である Intel PAC 上に、 2 つの DMAC モジュールと SPGen で実装した 5 種類の格子ボルツマン法の計算モジュール (LBM コア) を実装した。また、 IAS のソフトウェア部である OPAE を利用してホスト CPU から実装したDMAC モジュールを制御する DMA ライブラリを開発した。ベアメタル環境下とコンテナ環境下で DMAC ライブラリのホストメモリと FPGA メモリ間の転送速度、各 LBM コアの Intel PAC 上での実効性能、サイクルカウンタを利用したストール率を測定した。 |
| 抄録(英) | We are developing and researching a common platform for high performance stream computing with Field Programmable Gate Array (FPGA). User APIs and hardware modules for the common platform are developed based on Intel Acceleration Stack (IAS). Intel PAC and OPAE are a hardware part and software part of IAS, respectively. In this presentation, an preliminary evaluation of the platform and the current status of our research are shown. We implemented two Direct Memory Access Controller (DMAC) modules and a Lattice-Boltzmann Method (LBM) computing core, a computational fluid dynamics application, on Intel PAC. A control software for DMAC modules and LBM core is developed as well. We evaluated four designs of LBM core and observed that the sustained performance of each design is the same as the theoretical peak performance. |
| キーワード(和) | LBM / FPGAクラスタ / DMAC |
| キーワード(英) | LBM / FPGA Cluster / DMAC |
| 資料番号 | VLD2018-92,CPSY2018-102,RECONF2018-66 |
| 発行日 | 2019-01-23 (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 | 2019/1/30(から2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) / 本村 真人(北大) / 峯岸 孝行(三菱電機) / 中野 浩嗣(広島大) / 井上 弘士(九大) |
| 委員長氏名（英） | Yutaka Tamiya(Fujitsu Lab.) / Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Noriyuki Minegishi(Mitsubishi Electric) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Koji Inoue(Kyushu Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | / 柴田 裕一郎(長崎大) / 佐野 健太郎(理研) / 戸川 望(早大) / 入江 英嗣(東大) / 三吉 貴史(富士通研) |
| 副委員長氏名（英） | / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Kentaro Sano(RIKEN) / Nozomu Togawa(Waseda Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Takashi Miyoshi(Fujitsu) |
| 幹事氏名（和） | 柴田 誠也(NEC) / 密山 幸男(高知工科大) / 細谷 英一(NTT) / 谷川 一哉(広島市大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 新田 高庸(NTT) / 小平 行秀(会津大) / 大川 猛(宇都宮大) / 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） | Seiya Shibata(NEC) / Yukio Mitsuyama(Kochi Univ. of Tech.) / Eiichi Hosoya(NTT) / Kazuya Tanigawa(Hiroshima City Univ.) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Koyo Nitta(NTT) / Yukihide Kohira(Univ. of Aizu) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Shinya Takameda(Hokkaido Univ.) / Masaaki Kondo(Univ. of Tokyo) / Ryota Shioya(Nagoya Univ.) / Miho Tanaka(Fujitsu Lab.) / Yohei Hasegawa(Toshiba Memory) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 小林 悠記(NEC) / 中原 啓貴(東工大) / / 伊藤 靖朗(広島大) / 津邑 公暁(名工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Yuuki Kobayashi(NEC) / Hiroki Nakahara(Tokyo Inst. of Tech.) / / Yasuaki Ito(Hiroshima Univ.) / Tomoaki Tsumura(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 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） | Lattice-Boltzmann MethodのIntel Programmable Accelerator Cardへの実装と評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An implementation and evaluation of Lattice-Boltzmann Method on Intel Programmable Accelerator Card |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | LBM / LBM |
| キーワード(2)（和/英） | FPGAクラスタ / FPGA Cluster |
| キーワード(3)（和/英） | DMAC / DMAC |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 宮島 敬明 / Takaaki Miyajima |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 計算科学研究センター(略称：理研) RIKEN R-CCS(略称：RIKEN) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 上野 知洋 / Tomohiro Ueno |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 計算科学研究センター(略称：理研) RIKEN R-CCS(略称：RIKEN) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 佐野 健太郎 / Kentaro Sano |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 計算科学研究センター(略称：理研) RIKEN R-CCS(略称：RIKEN) |
| 発表年月日 | 2019-01-31 |
| 資料番号 | VLD2018-92,CPSY2018-102,RECONF2018-66 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | VLD-430,CPSY-431,RECONF-432 |
| ページ範囲 | pp.125-130(VLD), pp.125-130(CPSY), pp.125-130(RECONF), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-01-23 (VLD, CPSY, RECONF) |