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論文・著書情報


タイトル
和文:並列FPGAシステムにおけるOpenCLを用いた宇宙輻射輸送コードの演算加速 
英文: 
著者
和文: 藤田 典久, 小林 諒平, 山口 佳樹, 朴 泰祐, 吉川 耕司, 安部 牧人, 梅村 雅之.  
英文: 藤田 典久, Ryohei Kobayashi, 山口 佳樹, 朴 泰祐, 吉川 耕司, 安部 牧人, 梅村 雅之.  
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. 2018-HPC-165(27)        pp. 1-8
出版年月 2018年7月 
出版者
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会議名称
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開催地
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アブストラクト 近年注目されている High Performance Computing (HPC) における挑戦の一つに，どのようにして Field Programable Gate Array (FPGA) 技術を用いて，高い性能と低い低消費電力を次世代スーパーコンピュータシステムで達成するかというものがある．従来手法ではソフトウェアの開発者が Hardware Description Language (HDL) を用いて FPGA 回路を開発することは困難であったが，近年の FPGA における開発環境の進歩により，高位合成の利用が一般的になりつつあり，HDL の記述なしに FPGA 開発が可能になりつつある．本研究では，初期宇宙の研究に重要な輻射輸送を解くプログラム Accelerated Radiative transfer on Grids using Oct-Tree (ARGOT) で用いられているアルゴリズムである Authentic Radiation Transfer (ART) 法を OpenCL で記述して FPGA 向けに最適化を行い，また，今後の展望として，ART 法の計算をどのようにして複数 FPGA で並列計算を行うかについて述べる．これまでの研究では，FPGA 内の Block RAM (BRAM) に収まる大きさの問題しか解けず，ARGOT で実際に計算したい問題サイズに対応できなかったが，大容量の DDR メモリを併用することで実用的な問題サイズを FPGA で解けるようになった．CPU，GPU，FPGA 間での性能比較を行い，CPU と比べて 6.9 倍の高速化が達成され，GPU との比較では GPU と同程度の性能を達成した．FPGA 実装の性能は GPU と同程度であるが，自ら通信機構を操作できる FPGA の方が通信オーバーヘッドは GPU と比べると小さく，並列計算を行う際の性能は GPU の性能を超えられると考えられ，今後，並列 FPGA 計算の実装を行う予定である．

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