2011 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 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60175932)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 直行 独立行政法人宇宙開発機構, 研究開発本部, 研究員 (70358480)
長名 保範 琉球大学, 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.さらに実用的なパッケージであるFaSTARの非構造格子を扱うためのアウトオブオーダ実行機構を提案し、これを一般化することで様々なライブラリで用いることを可能とした。この実行機構によりインオーダ実行に比べて2.6倍の性能向上を実現した。また、マルチコアCPUのソフトウェア実行に比べて2.9倍の性能向上を実現した。2.パーシャルリコンフィギュレーション機構を利用し、様々なサブルーチンで利用されるMUSCL関数中のLimitter関数部分を動的に入れ替える方式を提案、実装した。さらにソフトウェアパッケージ中の様々な種類のMUSCL関数中での利用も可能とした。この方式で平均約50%の面積と30%の電力を削減した。動作速度はマルチコアCPUのソフトウェア実行に比べて17倍であった。3.より簡単に大規模な浮動小数点演算アプリケーションを実装するため、あらかじめPEアレイの中間表現を用いる方式ASPEを提案した。この方式ではHDLを用いずにアセンブラの表現でアプリケーションの実装が可能である。プログラムはデータと共に各PEにロードされる。アセンブラでの記述でも、通常のマルチコアCPUのソフトウェア実行に比べて4.1倍の性能向上を実現した。
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