2020 Fiscal Year Research-status Report
FPGAクラスタにおけるクラスタ内・クラスタ間ネットワークの開発に関する研究
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17K00087
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| Research Institution | Shonan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
三浦 康之 湘南工科大学, 工学部, 教授 (40440292)
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2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | システムオンチップ / ハイパフォーマンスコンピューティング / ネットワークオンチップ / FPGA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、FPGAクラスタにおける汎用的なクラスタ内・クラスタ間通信のためのフレームワークの構築、および構築に伴う各種要素技術の開発を目的としている。本研究計画では、Altera FPGAの開発環境の枠組みを用いて、パケット交換方式によるFPGA内のメモリモジュール・外部メモリ・PCIインターフェイス・ボード間インターコネクトなど、ボード間通信を含む様々なモジュール間通信機能を実現するコンポーネントを構築する。一方、FPGAへの実装を想定した、各種効率化手法に関する提案および評価を行っている。
上記につき、2018年度までに、「Avalon-Streamingインターフェイスを用いた一対一のモジュール間通信機能の実現」「複数のソフトコア・プロセッサが同時に稼働するシステムの試作と実験」を実現し、複数ボードにおける多対多の通信インターフェイスとなるルータ回路を実現し、動作確認と検証を行った。さらに、2019年度に、実証実験に堪える通信インターフェイスの実現を目指し、以下の項目を実現した。
(1) ルータ回路の性能評価を可能にするため、ボード間通信回路の改善と、メモリインターフェイスの改良を行った。具体的には、ボード間とボード内で異なるクロック周波数で動作する機構の導入と、内部メモリの活用による高速化を行った。
(2) ルータ回路の性能と機能性向上のため、仮想チャネル機構の実装を行った。既存の規格であるQsys Interconnectの活用のため、信号を変換するための回路を作成した。上記の結果に基づき、2020年度は、国際会議および論文誌への投稿を行い、それぞれ採録された。
さらに2020年度は、メモリアクセスの効率化手法に関する検討を行っており、2021年度中に論文発表を行う予定としている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画が全体的に1年程度遅れた他、2020年度はコロナ禍による大学休業要請等の影響で、研究活動が停滞気味となった。ただし、2020年度中に実施する予定としていた論文の投稿と発表は、予定より進展し、国際会議と論文誌の双方が採録された。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度までの実施分に関する論文発表は終了しているので、今後は効率化手法に関する新たな取り組みとして、FPGAボード間のユニバーサルメモリアクセスモデルに関する検討を行っている。本件につき、今年度中に口頭発表を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍による大学休業要請等の影響で、研究活動が停滞しており、2020年度内に予定していた研究計画が一部後ろ倒しになった。そのため、当該研究課題のための発表を2021年度に行うこととした。2021年10月、および2022年3月の国内学会への発表を予定しているため、そのための旅費および学会参加費として支出する予定としている。
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