| 研究概要 |
本研究では、磁気ドット中に現れるvortexのスピン電流による運動や磁化反転を精度よく再現できるシミュレーションモデルの作成をとおしてスピン電流によるvortex挙動を解明し、また磁気ドットを用いたメモリ提案しその性能評価を行うことを目的としている。しかしながら本シミュレーションには非常に多くの時間がかかり、研究の遂行上の問題となっていた。特にデバイス評価に必要な熱安定性の計算では、熱の効果を考慮しない場合に対して数100倍以上の計算時間が必要である。研究を効率よく遂行するために計算時間の短縮が必須である。このため今年度は主に、Cell Broadband Engine (Sony,IBM,東芝)を用いてシミュレーションの高速化についての研究を行った。Cell Broadband Engineは1個の汎用プロセッサ(PowerPC Processor Element、以下PPE)と、8個の演算に特化されたプロセッサ(Synergistic Processor Element、以下SPE)から構成される、非対称マルチプロセッサである。PPEはPowerPCをベースとした汎用プロセッサであるため、OSの管理や一般的なプログラムの実行が可能であるが演算能力が低い。一方SPEは最大204.8G Flops(25.6GFlops*8)の演算能力を有するが、ローカルストレージが256KBと小さく、またその高速演算性能を活かすためには、各SPEへのタスクの割り当て、SIMD命令の利用、パイプラインの並列動作、DMAによるデータ転送などの最適化が必要である。今回Sony社製PLAYSTATION3,OS:Fedra7(kernel version2.6.21)を用いてプログラムを開発し実験を行ったところ、22倍程度の高速化を実現することができた。
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