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| 講演名 | 2012-09-19 11:05 密結合FPGAクラスタの試作と格子ボルツマン計算の実装 ○佐野健太郎・高野芳彰・鈴木隼人・千葉諒太郎・山本 悟（東北大）  RECONF2012-40 |
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| 抄録 | （和） | 本研究では、FPGA 同士を低遅延且つ高帯域で直接接続した密結合FPGA クラスタ、およびその上で格子ボルツマン計算を行なうためのカスタム計算アーキテクチャを提案し、試作実装に向けた設計を行なっている。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するため通信時間を隠蔽できなくなり、性能のスケーラビリティが低下する。これを避けるために、本研究では、アクセラレータとして用いるFPGA を専用のアクセラレータドメインネットワーク(ADN) により直結した、密結合FPGA クラスタを開発している。また、流体力学計算手法の一つである格子ボルツマン法(LBM) に対し、密結合FPGA クラスタ上でADN を効率良く利用しながらカスタム計算を行なうためのアーキテクチャPCCAL(Parallel and Custom Computing Architecture for LBM) を提案し、実装によりその性能評価を進めている。本稿では、密結合FPGA クラスタについて述べた後、ストリーム化されたLBM 計算を行なうLBM 計算要素の構造と動作を説明する。また、LBM 計算の空間的および時間的並列性を利用するための、計算要素の2 次元アレイについて述べる。最後に、試作実装の進捗について報告する。 |
| （英） | This paper presents a prototype of a tightly-coupled FPGA cluster for LBM computation, which is one of the computing methods for computational fluid dynamics. The FPGA cluster has an accelerator domain network (ADN) to directly connect FPGAs with a high-speed and low-latency connection, for higher scalability in strong scaling. We propose a parallel and custom-computing architecture for LBM, PCCAL, to be efficiently implemented on the FPGA cluster with ADN. We describe a structure of a processing element for stream computation of LBM, and its 2D array to exploit the spatial and temporal parallelisms of LBM. | |
| キーワード | （和） | 密結合FPGA クラスタ / 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 / 高性能計算 / / / / |
| （英） | tightly-coupled FPGA cluster / lattice Boltzmann method / accelerator-domain network / high-performance computation / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 112, no. 203, RECONF2012-40, pp. 95-100, 2012年9月. | |
| 資料番号 | RECONF2012-40 | |
| 発行日 | 2012-09-11 (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 | RECONF2012-40 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
| 開催期間 | 2012-09-18 - 2012-09-19 |
| 開催地（和） | 立命館大学 びわこくさつキャンパス エポック立命２１ |
| 開催地（英） | Epock Ritsumei 21, Ritsumeikan Univ. |
| 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 | 2012-09-RECONF |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 密結合FPGAクラスタの試作と格子ボルツマン計算の実装 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Prototyping Tightly-Coupled FPGA Cluster for Lattice Boltzmann Computation |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 密結合FPGA クラスタ / tightly-coupled FPGA cluster |
| 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） | 高性能計算 / high-performance computation |
| 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） | 佐野 健太郎 / Kentaro Sano / サノ ケンタロウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 高野 芳彰 / Yoshiaki Kono / コウノ ヨシアキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 鈴木 隼人 / Hayato Suzuki / スズキ ハヤト |
| 第3著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 千葉 諒太郎 / Ryotaro Chiba / チバ リョウタロウ |
| 第4著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山本 悟 / Satoru Yamamoto / ヤマモト サトル |
| 第5著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2012-09-19 11:05:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | RECONF |
| 資料番号 | RECONF2012-40 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | no.203 |
| ページ範囲 | pp.95-100 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2012-09-11 (RECONF) |
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