| 講演名 | 2006-01-18 FPGAを用いた生化学シミュレータReCSiPにおける数値積分機構の性能改善手法(FPGAとその応用及び一般) 西川 由理, 長名 保範, 吉見 真聡, 岩岡 洋, 小嶋 利紀, 舟橋 啓, 広井 賀子, 柴田 裕一郎, 岩永 直樹, 北野 宏明, 天野 英晴, |
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| 抄録(和) | 近年のバイオインフォマティクスにおいて、計算機上での生化学シミュレーションは、細胞内の生化学反応を解析する非常に有効な方法である。しかしシミュレーション対象となる系の大規模化が進むにつれ、高スループットのシミュレータの開発が急務となる。ReCSiPは、FPGAを用いて高速なシミュレーションを実現するシステムとして開発されており、本研究ではその反応速度式を解くモジュールと数値積分を行うモジュールを並列動作させることによってパイプライン稼働率の向上を図った。本研究報告ではその方法論の提案、ReCSiPへの実装および回路面積-速度効率の評価を示し、その結果について検討する。従来方式と比べ1.29倍の面積で、最高1.96倍のスループットを実現した。 |
| 抄録(英) | Computational simulation is a highly effective solution for cellular analyses in recent bioinformatics. As the scale of analysis objects are rapidly expanding, however, it is a prime task to develop a simulator with high throughput. ReCSiP, an FPGA-based biochemical simulator, is being exploited for this necessity. Further speed-up of the simulator is enhanced with an improvement of its pipelining efficiency, by a parallel operation of a rate-law solver module and a numerical integration module. This research report discusses the methodology of enhancing the performance of ReCSiP, its implementation and the evaluation result. Speed-up of 1.96x in maximum is achieved with an area increase of 29% compared to the conventional implementation. |
| キーワード(和) | 生化学シミュレータ / 数値積分 / Euler法 / パイプライン稼働率 / FPGA |
| キーワード(英) | Biochemical simulator / Numerical integration / Euler's Method / Pipelining efficiency / FPGA |
| 資料番号 | VLD2005-106,CPSY2005-62,RECONF2005-95 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
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| 開催期間 | 2006/1/11(から1日開催) |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Reconfigurable Systems (RECONF) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | FPGAを用いた生化学シミュレータReCSiPにおける数値積分機構の性能改善手法(FPGAとその応用及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Performance Improvement Strategy for Numerical Integration on an FPGA-Based Biochemical Simulator ReCSiP |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 生化学シミュレータ / Biochemical simulator |
| キーワード(2)（和/英） | 数値積分 / Numerical integration |
| キーワード(3)（和/英） | Euler法 / Euler's Method |
| キーワード(4)（和/英） | パイプライン稼働率 / Pipelining efficiency |
| キーワード(5)（和/英） | FPGA / FPGA |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 西川 由理 / Yuri NISHIKAWA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学理工学部 Faculty of Science and Technology, Keio University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 長名 保範 / Yasunori OSANA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Technology, Keio University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 吉見 真聡 / Masato YOSHIMI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Technology, Keio University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 岩岡 洋 / Yow IWAOKA |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Technology, Keio University |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 小嶋 利紀 / Toshinori KOJIMA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学理工学部 Faculty of Science and Technology, Keio University |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 舟橋 啓 / Akira FUNAHASHI |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 科学技術振興機構北野共生システムプロジェクト Kitano Symbiotic Systems Project, ERATO-SORST, Japan Science and Technology Agency |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 広井 賀子 / Noriko HIROI |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 科学技術振興機構北野共生システムプロジェクト Kitano Symbiotic Systems Project, ERATO-SORST, Japan Science and Technology Agency |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 柴田 裕一郎 / Yuichiro SHIBATA |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 長崎大学工学部情報システム工学科 Dept. of Computer and Information Sciences, Nagasaki University |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 岩永 直樹 / Naoki IWANAGA |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 長崎大学工学部情報システム工学科 Dept. of Computer and Information Sciences, Nagasaki University |
| 第 10 著者 氏名（和/英） | 北野 宏明 / Hiroaki KITANO |
| 第 10 著者 所属（和/英） | 科学技術振興機構北野共生システムプロジェクト Kitano Symbiotic Systems Project, ERATO-SORST, Japan Science and Technology Agency |
| 第 11 著者 氏名（和/英） | 天野 英晴 / Hideharu AMANO |
| 第 11 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Technology, Keio University |
| 発表年月日 | 2006-01-18 |
| 資料番号 | VLD2005-106,CPSY2005-62,RECONF2005-95 |
| 巻番号（vol） | vol.105 |
| 号番号（no） | 518 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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