可変構造計算機による細胞シミュレーションの研究

变结构计算机细胞模拟研究

• 批准号: 12208021
• 负责人: 小長谷 明彦
• 金额: --
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12208021/
• 关键词: 可変構造計算機; FPGA; 細胞シミュレーション; セルラーオートマトン; パターンマッチング; ホモロジー検索

〈背景と目的〉書き換え可能なハードウェアは、近年著しい性能向上を見せており、ある種の問題において、従来のマイクロプロセッサを大きく上回る性能を実現することが可能となってきた。本研究では、まず、セルラーオートマトンによる細胞シミュレーションの高速計算、および、パターンマッチングの高速処理の実現を目指す。〈検討結果〉容易に入手可能な市販の書き換え可能ハードウェアボード一枚を、既存のパーソナルコンピュータ一台に付加した簡単なシステムにより、上記問題の高速化を行った。まず、セルラーオートマトンに関しては、ユーザが、セルラーオートマトンの各セル間の関係のみをC言語で記述するだけで、書き換え可能なハードウェア上でセルラーオートマトンの計算が可能となるシステム(C言語からハードウェア記述言語へのコンパイラ及びハードウェアライブラリ)の構築を行い、マイクロプロセッサ(Pentium-III750MHz)と比べて、150〜250倍の高速化が可能であることを確認した。また、パターンマッチングについては、上記システムにより、ホモロジー検索問題において、上記マイクロプロセッサと比べて、300倍を越える性能が実現可能であることを確認した。この性能は、小〜中規模の専用ハードウェアシステムに匹敵する。また、この問題においては、複数枚の書き換え可能ハードウェアボードを用いることにより、ほぼ、枚数に比例した性能を実現可能であることを確認した。〈考察〉書き換え可能性を有効に活用することにより、市販のボードを用いた小規模なシステムにおいて、マイクロプロセッサを大きく上回る性能を実現することができることを確認した。現在は、システムをより使いやすくするための整備、及び、機能の追加を進めており、今後、細胞シミュレーション等を本システム上で行う予定である。

<Background> The book may be changed, but in recent years, the performance has been improved, and the problem has been solved, and the performance has been improved. This study aims at the realization of high-speed computing and processing in cellular systems. <Search results> Easy to start, easy to change, easy to change, easy to change. The relationship between the two groups is described in C language. The relationship between the two groups is described in C language. The relationship between the two groups can be described in C language.(C) The construction of the speech system is in progress, and it is possible to increase the speed by 150 ~ 250 times than that of the Pentium-III750MHz. For example, if you want to make a reservation, you can make a reservation. If you want to make a reservation, please contact us. This performance is comparable to that of small to medium-sized applications. The number of items in the table is not equal to the number of items in the table. The possibility of book exchange is discussed in detail below. The possibility of book exchange is discussed in detail below. Now, in the future, the cells will be added to the system.

项目成果

Tomoyoshi,K.,Maruyama,T.,Yamaguchi,Y.,Konagaya,A.: ""A Cellular Automata System with Reconfigurable Hardware : Towards a Whole Cell Simulation""The 11th Workshop on Genome Informatics,2000.

Tomoyoshi,K.、Maruyama,T.、Yamaguchi,Y.、Konagaya,A.：“具有可重构硬件的细胞自动机系统：走向全细胞模拟”，第 11 届基因组信息学研讨会，2000 年。

山口,片山,丸山,小長谷: "「FPGAを用いた遺伝子情報処理のパクーンマッチングシステムの設計」"情報処理学会第62回全国大会(2001).

Yamaguchi、Katayama、Maruyama、Konagatani：“使用 FPGA 进行遗传信息处理的 Pakuun 匹配系统的设计”日本信息处理学会第 62 届全国会议（2001 年）。