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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2008-05-23 14:50 複数のFPGAを用いた高性能流体解析システムの検討 ○森下博和・長名保範（慶大）・藤田直行（JAXA）・天野英晴（慶大）  RECONF2008-21 |
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| 抄録 | （和） | 計算流体力学(CFD)は大量の浮動小数点演算を行うことで知られ、満足な性能を得るためには、強力なスーパーコンピュータを長期間利用することが必要で、そのコストが問題となっている。そこで本研究では、FPGAを複数用いた安価な計算システムを用い、アプリケーション内で行われる反復計算をハードウェア化して高速処理を行う、性能対コスト比に優れたシステムの実現を試みる。まず、JAXA の開発したCFD パッケージであるUPACSに対して、その実行時間のプロファイリングを行った。その結果から、実行時間の割合が最も大きい時間積分ルーチンとデータの依存関係の少ない精度修正ルーチンをハードウェア化に選んだ。設計にはVerilog-HDL を用い、Xilinx ISE 8.2.03i を用いて論理合成を行った。その結果、精度修正部ではXilinx VX4VLX200 FPGAを2個、VX4VSX55を2個用いることによってItanium2 1.5GHz を用いたPC の約170 倍程度、時間積分部ではVX4VLX100 FPGA を2個用いることによって約46.8 倍程度の高速化を見込める事が分かった。 |
| （英） | Computational Fluid Dynamics (CFD) is known as an application that requires massively floating point operations, and the cost for using powerful supercomputers long time often becomes great. Instead, we propose a cost efective accelerator that enhance the computational speed by using hardware modules built in multiple FPGAs. Here, we adopted UPACS, a CFD package developed by JAXA, and based on its profiling, we selected two kernels as targets of acceleration: the time integral routing that occupies the largest computation time and the error modification routine whose data dependency is relatively low. Hardware design of the above kernels was described in Verilog-HDL and Xilinx ISE 8.2i is used for logic synthesis. As a result, we achieved about 170 times performance of the Itanium2 1.5GHz PC on the error modification routine by using two VX4VLX200 and two VX4VSX55 FPGAs. On time integral routine, the speed is 46.8 times of the Itanium2 1.5GHz PC by using two FPGAs. | |
| キーワード | （和） | FPGA / CFD / 専用計算機 / 計算流体力学 / / / / |
| （英） | FPGA / Custom Computer / Computational Fluid Dynamics / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 108, no. 48, RECONF2008-21, pp. 119-124, 2008年5月. | |
| 資料番号 | RECONF2008-21 | |
| 発行日 | 2008-05-15 (RECONF) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | RECONF2008-21 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
| 開催期間 | 2008-05-22 - 2008-05-23 |
| 開催地（和） | 会津大学 |
| 開催地（英） | The University of Aizu |
| テーマ（和） | リコンフィギャラブルシステム、一般 |
| テーマ（英） | Reconfigurable Systems, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RECONF |
| 会議コード | 2008-05-RECONF |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 複数のFPGAを用いた高性能流体解析システムの検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Implementation and Evaluation of an Efficient Fluid Analysis System on Multiple FPGAs |
| サブタイトル（英） | |
| 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 / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 森下 博和 / Hirokazu Morishita / モリシタ ヒロカズ |
| 第1著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 長名 保範 / Yasunori Osana / オサナ ヤスノリ |
| 第2著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 藤田 直行 / Naoyuki Fujita / フジタ ナオユキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 宇宙航空研究開発機構 (略称： JAXA) Japan Aerospace Exploration Agency (略称： JAXA) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 天野 英晴 / Hideharu Amano / アマノ ヒデハル |
| 第4著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2008-05-23 14:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | RECONF |
| 資料番号 | RECONF2008-21 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | no.48 |
| ページ範囲 | pp.119-124 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2008-05-15 (RECONF) |
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