OpenACCによる宇宙物理シミュレーションのGPU＋FPGA協調計算の実装

綱島隆太; 小林 諒平; 藤田典久; 朴泰祐; Lee Seyong; Vetter Jeffrey S.; 村井均; 中尾昌広; 辻美和子; 佐藤三久

論文・著書情報

タイトル

和文:	OpenACCによる宇宙物理シミュレーションのGPU＋FPGA協調計算の実装
英文:

著者

言語

Japanese

掲載誌/書名

和文:	研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）
英文:

巻, 号, ページ

Vol. 2022-HPC-183(11) pp. 1-9

出版年月

2022年3月

出版者

和文:
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会議名称

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開催地

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英文:

アブストラクト

近年 HPC 分野では，アクセラレータとして GPU や FPGA が注目されている．特に FPGA は GPU の苦手な処理でも性能を発揮することが期待されており，我々は両者を統合した次世代スーパーコンピュータの研究を行っている．しかし，GPU と FPGA を組み合わせたプログラミングでは，標準的な手法や言語が存在していない．HPC における GPU のシェアは現状では NVIDIA 社によるものが支配的であるため，主に GPU の処理は CUDA で記述されている．一方で，FPGA では高位合成技術により，ハードウェア記述言語に代わって，OpenCL の使用が可能になっている．これら二つを組み合わせてプログラミングを行うことはアプリケーションプログラマーにとって多大な負担となる．また，OpenCL では GPU のプログラミングも行うことができるが，既存のアプリケーションの多くはすでに CUDA で書かれているか，CPU 版しか存在しないため，OpenCL に書き直すには相当の負担が掛かる．仮にコードを別の言語で書き直すのであれば，より汎用性や抽象度の高い記述を行うことが理想である．そこで，我々はCAMP（Cooperative Acceleration by Multi-device Programming）というコンセプトの下，ディレクティブ形式の API である OpenACC を用いて両アクセラレータのプログラミングを統一的に行う環境である MHOAT（Multi-Hybrid OpenACC Translator）を開発している．本稿では，宇宙物理分野の実アプリケーションである ARGOT コードを対象に，MHOAT による GPU と FPGA の混合演算加速の実装について述べる．

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