2009 Fiscal Year Annual Research Report
再構成可能LSIを用いた実用的CFDアプリケーションの高速化に関する研究
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21500061
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
天野 英晴 Keio University, 理工学部, 教授 (60175932)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 直行 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 研究員 (70358480)
長名 保範 成蹊大学, 理工学部, 助教 (00532657)
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| Keywords | リコンフィギャラブルシステム / 計算流体動力学シミュレーション / アクセラレータ |
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| Research Abstract |
実用的なCFDアプリケーションであるUPACSを複数FPGAボードを用いたスケーラブルなリコンフィギャラブルシステムFLOPS-2D上に実装し、高速化を行うのが研究の目的である。今年度の主たる成果は以下の通りである。(1)UPACSの中のいくつかの関数をFLOPS-2Dの複数ボード上に実装し、Intel Core-2Duo(2.66GHz)で実行するソフトウェアの5.6倍の性能が得られることがわかった。その中でMUSCL関数については実機上での動作を確認した。(2)実装に際して、複雑な構造の演算パイプラインを複数のボード上に搭載するためには、利用する演算IPのステージ数、DSP利用率を最適化することが重要であることがわかった。これを自動化するツールRERを開発し、実際にMUSCL関数の実装に利用した。RERの利用により、FLOPS-2D上で用いられているVirtex-4上で100MHzの動作周波数を実現すると共に各FPGAの利用資源を平均化することができた。、(3)リコンフィギャラブルシステムの利点を生かし、UPACS内で利用されている制限関数を、その都度入れ替えてハードウェアを組み替えるシステムを実現した。それぞれの関数は、ハードウェア化したことによりソフトウェアの24倍の実行性能を実現した。また、これにより不要なハードウェア資源を節約することが可能である。
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