2015 Fiscal Year Annual Research Report
ソフトウェア記述によるハードウェアストリーム処理の研究
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14J01616
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
福田 エリック駿 北海道大学, 情報科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | FPGA / データセンタ / OpenStack / Apache Drill / SDAccel / SQL / 分散データベース / 文字列マッチング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、FPGAをよりデータセンタで扱いやすくするための基盤技術の研究に取り組んだ。具体的には、クラウド環境構築ソフトウェアとFPGAアプリケーション開発環境を統合することで、アプリケーション開発者が簡単にクラウド上でFPGAを利用できる仕組みを開発した。更にこのインフラ上で分散データベースアプリケーションであるApache Drillの処理をFPGAによって加速する取り組みをすることで、上述のインフラに足りないもの（今後必要になると考えられるもの）を洗い出した。
インフラの構築にはOpenStackを用いた。FPGAをPCI Expressスロットに搭載した仮想サーバをOpenStackを用いて生成できるようにするため、OSの仮想化レイヤであるKVMからXilinxのFPGAボードへアクセスできるよう、PCI Express passthroughを開発した。FPGAの開発・実行環境にはXilinxのSDAccelを用いた。これはOpenCLとC/C++でFPGAアプリケーションを開発・実行することを可能にする環境で、PCI Express passthroughによりこの環境を仮想サーバ上で利用することができる。
分散データベースアプリケーションであるApache Drillでは、文字列マッチングが最も大きなボトルネックとなっている。これを解決するため、クエリの中に含まれる処理の中でも文字列マッチングの処理だけを取り出して、FPGAに処理させるようなシステムを現在開発中である。
開発は完了していないものの、すでにいくつか課題が見つかっている。まずアプリケーションからFPGAにデータを効率的に転送するために、まとまったデータを取り出しやすくするインターフェースが必要である。またデータセンタ内に配置されたFPGAリソースを処理に応じて効率よく管理するための仕組みが必要である。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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