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Development of a high-performance CPU-FPGA hybrid computing system

Research Project

Project/Area Number 16K00078
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Computer system
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

OSANA Yasunori  琉球大学, 工学部, 助教 (00532657)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60175932)
藤田 直行  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (70358480)
中條 拓伯  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80217736)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsFPGA / 高位合成 / 協調設計 / 科学技術計算 / 数値計算 / 並列システム / アクセラレータ / ストリーム計算 / 高性能コンピューティング / 計算機システム / リコンフィギャラブルシステム
Outline of Final Research Achievements

FPGAs are drawing attentions as a hopeful solution to make watt per performance of high-performance computing systems. However, there is still large barriers to use FPGAs as a general-purpose computing device: for example, require circuit design is required instead of software programming. To mitigate this situation, we have developed a software/hardware platform for FPGA cluster with HLS-based programming tools. With these resources, parallel CPU-FPGA cluster can be programmed by C++ or Java algorithm descriptions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高性能コンピュータの電力あたりの計算能力を改善するために、FPGAと呼ばれる論理回路を書き換え可能なLSIを導入することが世界中で検討されているが、プログラミングの困難さやツールの制約によってその潜在的な性能を十分に発揮するには至っていない。本研究プロジェクトではFPGAを用いた大規模計算システムを構築するための基本的なソフトウェア・ハードウェアの基盤と、その上でアプリケーションを開発するためのプログラミングツールを開発した。これによりFPGAによる大規模並列システムとその上で動作する高性能なアプリケーションの開発が容易になり、機械学習や大規模データ処理・科学技術計算などに広く応用可能である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Interuniversity Microelectronics Centre(ベルギー)

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      鈴木涼太,竹本正志,梅野克彦,矢代昌之,龍池哲也,Richard STAHL,Geert VANMEERBEECK,Veerle REUMERS,Andy LAMBRECHTS,Huys ROELAND,三好健文,中條拓伯
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      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J100-D Issue: 3 Pages: 331-340

    • DOI

      10.14923/transinfj.2016PDP0035

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
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      照屋大地,宮崎大智,中條拓伯
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      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J100-D Issue: 3 Pages: 287-297

    • DOI

      10.14923/transinfj.2016PDP0033

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2017-03-01
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      竹本正志,鈴木涼太,梅野克彦,矢代昌之,龍池哲也,Richard Stahl,Geert Vanmeerbeeck,三好健文,中條拓伯
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      Volume: 58 Pages: 1348-1358

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      Hiroyuki Noda, Ryotaro Sakai, Taaki Miyajima, Naoyuki Fujita, Hideharu Amano
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      The 8th International Symposium on Highly-Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies (HEART 2017)
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  • [Presentation] Design of real-time advanced lens free imager2016

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      Masashi Takemoto, Ryota Suzuki, Katsuhiko Umeno, Masayuki Yashiro, Tetsuya Ryuchi, Kohta Ohshima, Naoya Kitagawa and Hironori Nakajo
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    • Author(s)
      酒井 諒太郎, 宮島 敬明, 杉本 成, 藤田 直行, 天野 英晴
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      キッセイ文化ホール (長野県松本市)
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      酒井 諒太郎, 宮島 敬明, 杉本 成, 藤田 直行, 天野 英晴
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      第15回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス(富山県富山市)
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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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