| 講演名 | 2009-12-04 マルチFPGAシステムFLOPS-2Dに向けたパイプライン構築手法の検討(HPCとアーキテクチャ,デザインガイア2009 VLSI設計の新しい大地) 森下 博和, 田舎片 健太, 長名 保範, 藤田 直行, 天野 英晴, |
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| 抄録(和) | 計算流体力学(CFD : Computational Fluid Dynamics)のアプリケーションの一つであるUPACSは実用性は高いが、複雑なメモリアクセスパターンにより、スーパーコンピュータを利用しても性能向上に限界がある。このようなアプリケーションに対してハードウェアによる高速化は有効だが、ASICを利用すると高いコストと開発時間が問題となる。一方、近年のFPGA資源の向上に伴いFPGAを利用した科学技術演算の高速化が報告されるようになってきた。そこで我々は、複数のFPGAを利用したマルチFPGAシステムであるFLOPS-2D上にUPACSの実装を行い、演算の高速化を目標とした研究を行っている。複数のFPGAを利用する際には、各FPGAに対して最適な回路構成を取れるような演算器の選択及び実装手法、最も理想性能に近い性能が得られる問題分割手法を模索する必要がある。本稿では、この前者の問題点に着目し各演算器の面積、性能を適切に設定するツールを作成し、このツールを利用したパイプラインによってソフトウェアの実行時間と比較して12.4倍程度の性能を見積った。 |
| 抄録(英) | UPACS, a package for CFD(Computational Fluid Dynamics), is an attractive and practical application for high speed computing. However, it is also a challenging target to accelerate by using supercomputer due to its complex memory access pattern. Although it is a relatively large scale application, the recent growth of FPGA resource allows us to implement on hardware. Our goal is hardware implementation of UPACS onto FLOPS-2D : a multi-FPGA system. We must consider the best way to divide the designed circuits into an FPGA and adjust arithmetic unit's parameters in order to exploit the potential of each FPGA when we use a multi-FPGA system. In this paper, the pipeline which is easy to reconfigure based on the algorithm is implemented. Then, a tool which optimizes arithmetic unit's parameters and reconfigures the pipeline structure is designed. By using this tool, 12.4 times faster result than software execution is estimated. |
| キーワード(和) | FPGA / CFD / 専用計算機 / 計算流体力学 |
| キーワード(英) | FPGA / Custom Computer / Computational Fluid Dynamics |
| 資料番号 | RECONF2009-50 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
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| 開催期間 | 2009/11/26(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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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） | マルチFPGAシステムFLOPS-2Dに向けたパイプライン構築手法の検討(HPCとアーキテクチャ,デザインガイア2009 VLSI設計の新しい大地) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Selection Technique of Pipeline Parameters for FLOPS-2D:Multi-FPGA System Environment |
| 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） | CFD / Custom Computer |
| キーワード(3)（和/英） | 専用計算機 / Computational Fluid Dynamics |
| キーワード(4)（和/英） | 計算流体力学 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 森下 博和 / Hirokazu MORISHITA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 慶応義塾大学理工学部 Faculty of Science and Technology, Keio University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 田舎片 健太 / Kenta INAKAGATA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 慶応義塾大学理工学部 Faculty of Science and Technology, Keio University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 長名 保範 / Yasunori OSANA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 成蹊大学理工学部情報科学科 Department of Computer and Information Science, Seikei University |
| 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研究開発本部 ARD Japan Aerospace Exploration Agency |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 天野 英晴 / Hideharu AMANO |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 慶応義塾大学理工学部 Faculty of Science and Technology, Keio University |
| 発表年月日 | 2009-12-04 |
| 資料番号 | RECONF2009-50 |
| 巻番号（vol） | vol.109 |
| 号番号（no） | 320 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |