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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

研究課題

研究課題/領域番号 21500061
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60175932)

研究分担者 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  琉球大学, 工学部, 助教 (00532657)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードリコンフィギャラブルシステム / 計算流体動力学 / アクセラレータ / 計算流体動力学シミュレーション / CFD
研究概要

JAXAによるComputational Fluid Dynamicsの実用パッケージであるUPACSとFaSTARのFPGAによる高速化を行った。UPACSは、メモリアクセスが複雑で高速化の難しいサブルーチンをFPGA上で実行し、PCのソフトウェアに比べ、それぞれ5倍~20倍の高速化を達成した。また、Partial Reconfigurationにより利用FPGAの個数を減らし、省電力化を行った。さらにFaSTARの高層化用に不規則格子による計算のストールを1%に減らすOut-of-order機構を提案した。設計サポート用のツールもいくつか開発した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (18件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] An Implementation of Out-Of-Order Execution System for Acceleration of Computational Fluid Dynamics on FPGAs2011

    • 著者名/発表者名
      T. Akamine, K. Inakagawa, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 雑誌名

      ACM Computer Architecture News

      巻: Vol.39, No.4 ページ: 50-55

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Implementation of Out-Of-Order Execution System for Acceleration of Computational Fluid Dynamics on FPGAs2011

    • 著者名/発表者名
      T.Atamine, K.Inakagata, Y.Osana, N.Fujita, H.Amano
    • 雑誌名

      ACM Computer Architecture News

      巻: 39-4 ページ: 50-55

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation and Evaluation of an Arithmetic Pipeline on FLOPS-2D : Multi-FPGA System2010

    • 著者名/発表者名
      H. Morishita, K. Inakagawa, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 雑誌名

      ACM Computer Architecture News

      巻: Vol.38, No.4 ページ: 8-13

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation and Evaluation of an arithmetic pipeline on FLOPS-2D : multi-FPGA system2010

    • 著者名/発表者名
      H.Morishita, K.Inakagata, Y.Osana, N.Fujita, H.Amano
    • 雑誌名

      ACM Computer Architecture News

      巻: 38-4 ページ: 2-7

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cost Effective Implementation of Flux Limiter Function using Partial Reconfiguration2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sofian, T. Akamine, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 学会等名
      ARC' 2012
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2012-03-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Reconfiguration of Flux Limiter Functions in MUSCL Scheme through Partial Reconfiguration2012

    • 著者名/発表者名
      Mohamad Sofian Abu Talip
    • 学会等名
      IEEE ISAS 2011
    • 発表場所
      The Chinese Univ.on Hong Kong, Hong Kong
    • 年月日
      2012-03-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ASPE : an Abstraction Framework using ALU Arrays for Scalable Multiple FPGAs system2012

    • 著者名/発表者名
      K. Inakagwata, T. Akamine, H. Morishita, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 学会等名
      SASIMI' 12
    • 発表場所
      Beppu
    • 年月日
      2012-03-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ASPE : an Abstruction Framework using ALU Arrays for Scalable Multipie FPGAs System2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Akamine
    • 学会等名
      The 17th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies
    • 発表場所
      B-con Plaza Beppu, Oita, Japan
    • 年月日
      2012-03-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FaSTARのFPGA実装におけるOut-Of-Order機構の評価2011

    • 著者名/発表者名
      赤嶺公之
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      ニューウェルシティ宮崎電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A Design of One-Dimensional Euler Equations for Fluid Dynamics on FPGA2011

    • 著者名/発表者名
      Mohamad Sofian Abu Talip
    • 学会等名
      The 2^<nd> International Workshop on Highly Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2011-06-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FaSTARにおける流束の面積分計算高速化のためのOut-Of-Order機構2011

    • 著者名/発表者名
      赤嶺公之
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-05-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Execution of a Computational Fluid Dynamics application on FLOPS-2D, a multi-FPGA system2011

    • 著者名/発表者名
      H. Amano
    • 学会等名
      DATE11 Workshop2
    • 発表場所
      Grenoble
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Design of ALU Array Based Dataflow Machine for Multi-FPGA System2011

    • 著者名/発表者名
      K. Inakagwata, H. Morishita, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 学会等名
      DATE11 Workshop2
    • 発表場所
      Grenoble
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Execution of a Computational Fluid Dynamics Application on FLOPS-2D, a multi-FPGA platform2011

    • 著者名/発表者名
      天野英晴
    • 学会等名
      DATE Workshop
    • 発表場所
      フランス、グルノーブル
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Design of ALU-based Dataflow machine for Multi-FPGA System2011

    • 著者名/発表者名
      田舎片健太
    • 学会等名
      DATE Workshop
    • 発表場所
      フランス、グルノーブル
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] RER : a tuning tool for implementing a computational pipeline across multiple FPGAs2010

    • 著者名/発表者名
      H. Morishita, K. Inakagata, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 学会等名
      SASIMI' 10
    • 発表場所
      Taipei
    • 年月日
      2010-10-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] FPGAによる大規模CFDの実現へ向けた取り組みとその概要2009

    • 著者名/発表者名
      長名保範
    • 学会等名
      第23回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市民会館、宮城県
    • 年月日
      2009-12-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 実用CFDコードのFPGA回路化における技術課題の実験的検討2009

    • 著者名/発表者名
      藤田直行
    • 学会等名
      第23回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市民会館、宮城県
    • 年月日
      2009-12-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マルチFPGAシステムFLOPS-2Dへ向けたパイプライン構築手法2009

    • 著者名/発表者名
      森下博和
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      高知文化プラザ、高知県
    • 年月日
      2009-12-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Modularizing Flux Limiter Functions for a Computational Fluid Dynamics Accelerator on FPGAs2009

    • 著者名/発表者名
      K. Inakagwata, H. Morishita, Y. Osana, N. Fujita, H. Amano
    • 学会等名
      FPL' 09
    • 発表場所
      Prague
    • 年月日
      2009-09-01
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Modularizing Flux Limiter Functions for a Computational Fluid Dynamics Accelerator on FPGAs2009

    • 著者名/発表者名
      Kenta Inakagata
    • 学会等名
      19th International Conference on Filed Programmable Logic and Application
    • 発表場所
      Prague, Czech, Republic
    • 年月日
      2009-09-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FPGAによるUPACSサブルーティンの高速化2009

    • 著者名/発表者名
      横山隆哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      福井大学、福井県
    • 年月日
      2009-05-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.am.ics.keio.ac.jp/proj/aerotech

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.am.ics.keio.ac.jp

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.am.ics.keio.ac.jp/proj/aerotech

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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