講演名 2015-01-29
ビルディングキューブ法に基づく流体専用計算機のキューブ間データ交換に関する一考察(FPGA応用(1),FPGA応用及び一般)
上野 友也, 上野 知洋, 佐野 健太郎, 山本 悟,
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抄録(和) 本研究ではビルディングキューブ法(BCM)に基づく並列流体計算を高速化するために、FPGAによる専用計算機の開発を行っている。BCMでは、キューブと呼ぶ大小様々な立方体領域を単位としてデータ並列計算を行う。全てのキューブは同解像度の直交格子である。BCMは負荷分散に優れた並列計算方式であるものの、非圧縮性流体計算を行う場合にはその低い演算密度により計算性能がメモリ帯域に制約されるという問題がある。また、BCMでは隣接キューブの袖領域データを交換する必要があり、そのデータ転送や補間計算のオーバーヘッドにより並列処理効率が低下する問題が指摘されている。本稿では、メモリ帯域あたりの計算性能を向上させるためのストリームによるキューブ計算に加え、BCM専用計算機において高効率のキューブ間データ交換を実現するためのデータ転送・補間方式、およびそのハードウェア機構について考察する。
抄録(英) In our research project, we have developed an FPGA-based custom computing machine for parallel fluid computation based on Building-Cube Method(BCM). In BCM, fluid computation is parallelized with cubes with various sizes, which are each composed of an orthogonal computational lattice with the same resolution. Although BCM is expected to provide good load balancing with cubes, the sustained performance is limited for an incompressive fluid computing scheme due to its low operational intensity. Moreover, it is also reported that parallel processing efficiency is decreased by the overhead of data transfer and interpolation for exchanging ghost cells between adjacent cubes. This paper describes an algorithm and its hardware mechanism for data-transfer and interpolation to achieve efficient inter-cube data exchange.
キーワード(和) FPGA / 専用計算機 / 並列数値流体解析 / ビルディングキューブ法 / データ交換
キーワード(英) FPGA / custom computing machines / parallel computational fluid dynamics / building-cube method / data exchange
資料番号 VLD2014-124,CPSY2014-133,RECONF2014-57
発行日

研究会情報
研究会 RECONF
開催期間 2015/1/22(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 Reconfigurable Systems (RECONF)
本文の言語 JPN
タイトル(和) ビルディングキューブ法に基づく流体専用計算機のキューブ間データ交換に関する一考察(FPGA応用(1),FPGA応用及び一般)
サブタイトル(和)
タイトル(英) Inter-Cube Data-Exchanging for Custom Fluid Computing Machine Based on Building-Cube Method
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) 専用計算機 / custom computing machines
キーワード(3)(和/英) 並列数値流体解析 / parallel computational fluid dynamics
キーワード(4)(和/英) ビルディングキューブ法 / building-cube method
キーワード(5)(和/英) データ交換 / data exchange
第 1 著者 氏名(和/英) 上野 友也 / Tomoya UENO
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) 上野 知洋 / Tomohiro UENO
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) 佐野 健太郎 / Kentaro SANO
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 2015-01-29
資料番号 VLD2014-124,CPSY2014-133,RECONF2014-57
巻番号(vol) vol.114
号番号(no) 428
ページ範囲 pp.-
ページ数 6
発行日