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  1. 研究報告
  2. システムとLSIの設計技術(SLDM)
  3. 2024
  4. 2024-SLDM-207

FPGAにおける超長ビット幅浮動小数点演算の手法の検証

https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/records/240491
https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/records/240491
6fdea0ce-c026-4b85-beea-0e875f27f750
名前 / ファイル ライセンス アクション
IPSJ-SLDM24207009.pdf IPSJ-SLDM24207009.pdf (998.5 kB)
Copyright (c) 2024 by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers This SIG report is only available to those in membership of the SIG.
SLDM:会員:¥0, DLIB:会員:¥0
Item type SIG Technical Reports(1)
公開日 2024-11-05
タイトル
タイトル FPGAにおける超長ビット幅浮動小数点演算の手法の検証
言語
言語 jpn
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
筑波大学大学院理工情報生命学術院
著者所属
筑波大学大学院理工情報生命学術院
著者所属
筑波大学大学院理工情報生命学術院/熊本大学 半導体・デジタル研究教育機構
著者名 川崎, 真太郎

× 川崎, 真太郎

川崎, 真太郎

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桑澤, 玄

× 桑澤, 玄

桑澤, 玄

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山口, 佳樹

× 山口, 佳樹

山口, 佳樹

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論文抄録
内容記述タイプ Other
内容記述 近年,科学技術計算や物理シミュレーションの分野において,より高精度な浮動小数点演算が求められている.しかし,従来の CPU や GPU では,IEEE754 規格で定義された binary64(倍精度)までの浮動小数点演算器しかハードウェアでサポートしておらず,binary128 (四倍精度) や binary256 (八倍精度) などの超長ビット幅の演算はソフトウェアエミュレーションに頼らざるを得ない.その結果,計算速度の低下やエネルギー効率の悪化が問題となっている.本研究では,先行研究で提案した Chisel を用いたパラメータ化可能な浮動小数点演算器ジェネレータを活用し,超長ビット幅の浮動小数点演算器の評価実験を行う.具体的には,仮数部を分割して乗算・加算を行う手法を採用し,FPGA 上の DSP ブロックを効率的に利用することで,高性能かつ省リソースな実装を目指す.また,仮数部のビット幅や分割数,パイプライン段数などのパラメータを調整し,最適な設計を探求する.実験では,binary64 から binary512 までの超長ビット幅の浮動小数点乗算器を FPGA 上に実装し,リソース使用量,動作周波数,消費電力などの指標について評価を行った.その結果,仮数部の分割とパイプライン化により,動作周波数の向上とリソース効率の改善が確認された.特に,従来手法と比較して,超長ビット幅の演算器において性能が向上することを示した.本研究により,FPGA を用いた超長ビット幅の浮動小数点演算器の効率的な設計手法が示され,科学技術計算や物理シミュレーションにおける高精度計算の高速化に貢献できることを明らかにした.今後は,提案手法を他の演算器や実アプリケーションへ適用し,さらなる性能向上と応用範囲の拡大を目指す.
書誌レコードID
収録物識別子タイプ NCID
収録物識別子 AA11451459
書誌情報 研究報告システムとLSIの設計技術(SLDM)

巻 2024-SLDM-207, 号 9, p. 1-6, 発行日 2024-11-05
ISSN
収録物識別子タイプ ISSN
収録物識別子 2188-8639
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
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Ver.1 2025-01-19 07:57:46.725550
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