複数のFPGAを用いた高性能流体解析システムの検討(応用3)

概要

論文の詳細を見る
計算流体力学(CFD)は大量の浮動小数点演算を行うことで知られ、満足な性能を得るためには、強力なスーパーコンピュータを長期間利用することが必要で、そのコストが問題となっている。そこで本研究では、FPGAを複数用いた安価な計算システムを用い、アプリケーション内で行われる反復計算をハードウェア化して高速処理を行う、性能対コスト比に優れたシステムの実現を試みる。まず、JAXAの開発したCFDパッケージであるUPACSに対して、その実行時間のプロファイリングを行った。その結果から、実行時間の割合が最も大きい時間積分ルーチンとデータの依存関係の少ない精度修正ルーチンをハードウェア化に選んだ。設計にはVerilog-HDLを用い、Xilinx ISE8.2.03iを用いて論理合成を行った。その結果、精度修正部ではXilinx VX4VLX200 FPGAを2個、VX4VSX55を2個用いることによって、Itanium 21.5GHzを用いたPCの約170倍程度、時間積分部ではVX4VLX100 FPGAを2個用いることによって約46.8倍程度の高速化を見込める事が分かった。
社団法人電子情報通信学会の論文
2008-05-15