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論文・著書情報


タイトル
和文:HPC利用に向けたFPGA間シリアル通信コントローラKyokkoのIntel FPGAへの実装 
英文: 
著者
和文: 北爪 開人, 藤田 典久, 小林 諒平, 朴 泰祐.  
英文: Ryohei Kobayashi, 藤田 典久, Ryohei Kobayashi, 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. 2023-HPC-189    No. 4    pp. 1-9
出版年月 2023年5月3日 
出版者
和文: 
英文: 
会議名称
和文:第189回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会 
英文: 
開催地
和文: 
英文: 
アブストラクト 高性能計算における演算加速装置として FPGA (Field-Programmable Gate Array) が注目されている．高位合成や高速な光インターフェースを備えた FPGA ボードの登場など FPGA の有用性が高まる一方で，高性能計算における FPGA を用いた並列計算を行うための環境は未だ発展途上である．これらの一環として，筑波大学計算科学研究センターでは複数の FPGA 上で並列計算を行うために，OpenCL を用いた高位合成によって FPGA 間の高速通信を可能とするフレームワーク CIRCUS (Communication Integrated Reconfigurable CompUting System) を開発しているが，現状の CIRCUS にはフロー制御が未実装であるという課題がある．この問題は，通信部で用いている FPGA 間通信プロトコルにフロー制御がないことが原因であるため，本研究では通信部をフロー制御を含むプロトコルに置き換え，この問題を解決する．本稿では CIRCUS の通信部を置き換える通信プロトコルとして，オープンソースな通信プロトコルである Kyokko の性能評価を行う．最大で 1 ポートあたり 100Gbps の通信が可能な Intel Stratix 10 GX H-tlie を搭載した FPGA ボードである Bittware 520N 上に Kyokko を実装し，バンド幅やレイテンシ，フロー制御について評価する．実験の結果，Kyokko は 99.98% を超える高い効率と理論性能に近いバンド幅を示した．また，データの送受信にかかるレイテンシは，チャンネルボンディングしない場合は約 170ns，4 チャンネルボンディングの場合は約 180ns であり，高速であった．フロー制御のレイテンシは，チャンネルボンディングしない場合では約 310ns，4 チャンネルボンディングの場合では約 320ns であり，これらから NFC メッセージを受信した際の処理は極めて高速であることが分かった．

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