| 講演名 | 2012-05-29 格子ボルツマン法による流体計算に対する密結合FPGAクラスタのスケーラビリティ評価(数値計算と高速化) 高野 芳彰, 佐野 健太郎, 千葉 諒太郎, 山本 悟, |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 本論文では,密結合FPGAクラスタ上に構築する格子ボルツマン法(LBM)専用アクセラレータの性能モデルを示す.一般に,強スケーリングにおいては,ノード数が増えるにつれて各ノードが担当する計算サイズが減少し,通信遅延によるスケーラビリティの低下が顕著に現れる.提案する密結合FPGAクラスタは,小さな通信オーバーヘッドを実現する1次元リングのアクセラレータドメインネットワーク(ADN)を持つ.本研究では,ADNを効率良く用いるための,LBM専用計算機アーキテクチャを提案する.アクセラレータの実効性能モデルを構築することにより,アクセラレータの性能が,FPGA上の演算リソース量,オンチップメモリサイズ,ネットワーク帯域のいずれかにより制約されることを明らかにする.また,性能を左右する要因として,メモリ帯域よりもむしろFPGA間ネットワークの帯域が特に重要であることを明らかにする.ネットワーク帯域が広ければ,より多くのFPGAに対して性能が向上可能となる.以上の結果は密結合FPGAクラスタにおけるADNの重要性を示す. |
| 抄録(英) | This paper presents an architecture and its performance model of an LBM accelerator to be implemented on a tightly-coupled FPGA cluster. Our tightly-coupled FPGA cluster has a ID ring for an accelerator-domain network (ADN) which allows FPGAs to send and receive data with low communication overhead. Our LBM accelerator is based on stream computation with scheduling approproate to ADN. We formulate a sustained-performance model of the accelerator. With the model, we show that the network bandwidth is much more important than the memory bandwidth. This result demonstrates the importance of ADN in the tightly-coupled FPGA cluster. |
| キーワード(和) | 高性能計算 / 格子ボルツマン法 / アクセラレータドメインネットワーク / 密結合FPGAクラスタ / FPGA |
| キーワード(英) | high-performance computation / lattice boltzmann method / accelerator-domain network / tightly-coupled FPGA cluster / FPGA |
| 資料番号 | RECONF2012-10 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | AI |
|---|---|
| 開催期間 | 2012/5/22(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 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 | Artificial Intelligence and Knowledge-Based Processing (AI) |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 格子ボルツマン法による流体計算に対する密結合FPGAクラスタのスケーラビリティ評価(数値計算と高速化) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Scalability Analysis of Tightly-Coupled FPGA-Cluster for Lattice Boltzmann Computation |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 高性能計算 / high-performance computation |
| キーワード(2)（和/英） | 格子ボルツマン法 / lattice boltzmann method |
| キーワード(3)（和/英） | アクセラレータドメインネットワーク / accelerator-domain network |
| キーワード(4)（和/英） | 密結合FPGAクラスタ / tightly-coupled FPGA cluster |
| キーワード(5)（和/英） | FPGA / FPGA |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 高野 芳彰 / Yoshiaki KONO |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東北大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Sciences, Tohoku University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 佐野 健太郎 / Kentaro SANO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Sciences, Tohoku University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 千葉 諒太郎 / Ryotaro CHIBA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東北大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Sciences, Tohoku University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 山本 悟 / Satoru YAMAMOTO |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東北大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Sciences, Tohoku University |
| 発表年月日 | 2012-05-29 |
| 資料番号 | RECONF2012-10 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 70 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |