GPU・FPGA複合型演算加速クラスタを用いた宇宙輻射輸送コードARGOTの多ノード並列化

小林 諒平; 藤田典久; 山口佳樹; 朴泰祐

論文・著書情報

タイトル

和文:	GPU・FPGA複合型演算加速クラスタを用いた宇宙輻射輸送コードARGOTの多ノード並列化
英文:

著者

和文:	小林諒平, 藤田典久, 山口佳樹, 朴泰祐.
英文:	Ryohei Kobayashi, 藤田典久, 山口佳樹, 朴泰祐.

言語

Japanese

掲載誌/書名

和文:	研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）
英文:

巻, 号, ページ

Vol. 2022-HPC-185(1) pp. 1-6

出版年月

2022年7月

出版者

和文:
英文:

会議名称

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開催地

和文:
英文:

アブストラクト

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．我々はこれまで宇宙輻射輸送シミュレーションコード ARGOT にそのコンセプトを適用し，その結果得られる性能向上を評価することによって，両デバイスを併用する有用性を定量的に示してきた．しかし，これまで実現してきた GPU-FPGA 連携の演算加速は，GPU と FPGA の両デバイスが搭載された単一ノードのみの利用を前提としていた．本研究では，単一ノードの利用を前提とした GPU・FPGA 連携 ARGOT コードを，MPI および FPGA 間通信技術である CIRCUS（Communication Integrated Reconfigurable CompUting System）を用いて複数ノードで動作するように拡張し，その実装方法について報告する．

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