| 講演名 | 2014-09-19 FPGAを用いた多倍長専用計算機GRAPE9-MPXの開発 元木 伸治, 台坂 博, 中里 直人, 石川 正, 湯浅 富久子, 福重 俊幸, 川井 敦, 牧野 淳一郎, |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 素粒子物理分野における精密な理論解析のための高次輻射補正には,ループ図形を含むファインマン図の計算が必要であり,それにはループ図形積分とよばれる多次元積分を高精度かつ高性能に計算できるシステムが要求される.我々は,FPGAを用いて高精度にループ図形積分を計算できる専用アクセラレータGRAPE9-MPXシステムを開発した.本システムでは,FPGAの中に4倍,6倍精度演算に対応したProcessor Element(PE)を実装し,複数ボードを用いて多倍長演算の並列化を実現している.現在の実装での理論ピーク性能は,ボードあたり6.6Gflops(4倍精度),3.2Gflops(6倍精度)である.また,専用コンパイラにより,C/C++で書かれたコードに指示文を与えるだけで,GRAPE9-MPX上で動作するプログラムを自動生成できる.2ループ図形積分の4倍精度計算を例として,本システムの性能評価を行い,ボード1枚で2.4Gflops,2枚で4.7Gflops,4枚で9.1Gflopsの実効性能を得た. |
| 抄録(英) | Higher order corrections in perturbative quantum field theory are required for precise theoretical analysis to investigate the new physics. Feynman loop diagrams which appear in the calculation of the corrections are taken into account, leading to the evaluation of loop integrals. We developed GRAPE9-MPX system consisting of multiple FPGA boards to accelerate parallel computation of loop integrals. In the system, we implemented Processor Elements (PE) to realize quadruple/hexuple-precision arithmetics in FPGA. The theoretical perk speed in the current implementation is about 6.6 Gflops (quadruple-precision) and 3.2 Gflops (hexuple-precision). With the compiler we are developing, the program code is generated automatically with only inserting directives in C/C++ code. We present performance results for the case of Feynman two-loop integrals with quadruple precision and achieve the effective performance of 2.4Gflops for 1 board, 4.7Gflops for 2 boards, and 9.1Gflops for 4 boards, respectively. |
| キーワード(和) | 多倍長計算 / 4倍精度 / FPGA / ファインマン振幅 |
| キーワード(英) | multiple-precision arithmetic / quadruple precision / FPGA / Feynman amplitude |
| 資料番号 | RECONF2014-29 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
|---|---|
| 開催期間 | 2014/9/11(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 | Reconfigurable Systems (RECONF) |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | FPGAを用いた多倍長専用計算機GRAPE9-MPXの開発 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | GRAPE9-MPX: A development of an accelerator dedicated for arbitrary-precision arithmetic by the FPGA boards |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 多倍長計算 / multiple-precision arithmetic |
| キーワード(2)（和/英） | 4倍精度 / quadruple precision |
| キーワード(3)（和/英） | FPGA / FPGA |
| キーワード(4)（和/英） | ファインマン振幅 / Feynman amplitude |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 元木 伸治 / Shinji MOTOKI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 高エネルギー加速器研究機構 High Energy Accelerator Research Organization |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 台坂 博 / Hiroshi DAISAKA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 一橋大学 Hitotsubashi Univerisity |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 中里 直人 / Naohito NAKASATO |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 会津大学 Univerisity of Aizu |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 石川 正 / Tadashi ISHIKAWA |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 高エネルギー加速器研究機構 High Energy Accelerator Research Organization |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 湯浅 富久子 / Fukuko YUASA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 高エネルギー加速器研究機構 High Energy Accelerator Research Organization |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 福重 俊幸 / Toshiyuki FUKUSHIGE |
| 第 6 著者 所属（和/英） | (株)K&F Computing Research K&F Computing Research Co. |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 川井 敦 / Atsushi KAWAI |
| 第 7 著者 所属（和/英） | (株)K&F Computing Research K&F Computing Research Co. |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 牧野 淳一郎 / Jun'ichiro MAKINO |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 理化学研究所 RIKEN Advanced Institute for Computational Science |
| 発表年月日 | 2014-09-19 |
| 資料番号 | RECONF2014-29 |
| 巻番号（vol） | vol.114 |
| 号番号（no） | 223 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |