講演抄録/キーワード |
講演名 |
2014-09-19 11:00
FPGAを用いた多倍長専用計算機GRAPE9-MPXの開発 ○元木伸治(高エネルギー加速器研究機構)・台坂 博(一橋大)・中里直人(会津大)・石川 正・湯浅富久子(高エネルギー加速器研究機構)・福重俊幸・川井 敦(K & F Computing Research)・牧野淳一郎(理研/東工大) RECONF2014-29 |
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。 |
(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 / / / / |
(英) |
multiple-precision arithmetic / quadruple precision / FPGA / Feynman amplitude / / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 114, no. 223, RECONF2014-29, pp. 69-74, 2014年9月. |
資料番号 |
RECONF2014-29 |
発行日 |
2014-09-11 (RECONF) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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RECONF2014-29 |