マルチFPGAプラットフォームFLOPS-2Dにおける演算パイプラインの実装(リコンフィギャラブル応用3)

概要

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近年,航空機の部品設計のシミュレーションに,計算流体力学(CFD: Computational Fluid Dynamics)が用いられている.実用的なCFDアプリケーションであるUPACS(Unified Platform For Aerospace Computational Simulation)には,種々の解法を任意に選択できるという利点があり,汎用性が高いという特徴がある.本研究では,UPACSの主要サブルーチンの一つである乱流項における制度修正部(TMUSCL: Monotone Upstream-centerd Schemes for Conservation Laws)を我々が開発しているマルチFPGAシステム: FLOPS-2D(Flexibly Linkable Object for Programmable System)上に実装し,実機動作を確認した.FPGA上へ実装するにあたり,MUSCLのデータフローから作成した演算パイプラインは規模が大きいため,適切な点で2つに分割した.また,分割後の各回路にはRER(Resource Estimation and Re-configuration)というツールを用いて最適化を行った.結果として,演算順序やパイプライン構造を最適化することで,2枚のFLOPSボード間の通信を含んでも,約60%のパイプライン利用率を達成することができ,2.66GHzのIntel Core 2Duo上での実行に対して6.16-23.19倍の性能向上が確認された.
2010-05-06