GPU・FPGA複合演算加速による宇宙輻射輸送コードARGOTの性能評価

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2020-03-09
• タイトル: GPU・FPGA複合演算加速による宇宙輻射輸送コードARGOTの性能評価
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 複合システム
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 筑波大学計算科学研究センター／筑波大学システム情報工学研究科
• 著者所属: 筑波大学計算科学研究センター
• 著者所属: 筑波大学システム情報工学研究科
• 著者所属: 筑波大学システム情報工学研究科／筑波大学計算科学研究センター
• 著者所属: 筑波大学計算科学研究センター／筑波大学システム情報工学研究科
• 著者所属: 筑波大学計算科学研究センター／筑波大学数理物質科学研究科
• 著者所属: 筑波大学計算科学研究センター
• 著者所属: 筑波大学計算科学研究センター／筑波大学数理物質科学研究科
• 著者名: 小林, 諒平; 藤田, 典久; 中道, 安祐未; 山口, 佳樹; 朴, 泰祐; 吉川, 耕司; 安部, 牧人; 梅村, 雅之
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 我々は，高い演算性能とメモリバンド幅を有する GPU（Graphics Processing Unit）に演算通信性能に優れている FPGA（Field Programmable Gate Array）を連携させ，双方を相補的に利用する GPU-FPGA 複合システムに関する研究を進めている．GPU・FPGA 複合演算加速が必要とされる理由は，複数の物理モデルや複数の同時発生する物理現象を含むシミュレーションであるマルチフィジックスアプリケーションに有効だと睨んでいるためである．マルチフィジックスでは，シミュレーション内に様々な特性の演算が出現するので，GPU だけでは演算加速が困難な場合がある．したがって，GPU だけでは対応しきれない特性の演算の加速に FPGA を利用することで，アプリケーション全体の性能向上を狙う．本稿では，マルチフィジックスの例である，宇宙輻射輸送シミュレーションコード ARGOT を対象にする．ARGOT は，点光源と空間に分散した光源の 2 種類の輻射輸送問題を含む．ARGOT 法の演算には既に ARGOT プログラムに実装されている GPU カーネルを用いることで，主要演算部分を GPU と FPGA に適材適所的に機能分散して ARGOT コードを最適化する．また，GPU-FPGA 間のデータ転送には，これまでに提案してきた OpenCL から制御可能な GPU-FPGA 間 DMA 転送を利用する．提案手法を評価したところ，GPU と FPGA に適材適所的に機能分散した ARGOT コードは，そうでない ARGOT コードと比較して最大 10.4 倍の性能向上を達成できた．
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10463942
• 書誌情報: 研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）; 巻 2020-HPC-173, 号 8, p. 1-11, 発行日 2020-03-09
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8841
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会