シストリックメモリアーキテクチャに基づく超高速4次元データ圧縮システムの研究開発
基于脉动内存架构的超高速4D数据压缩系统研发
基本信息
- 批准号:17700043
- 负责人:
- 金额:$ 2.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
- 财政年份:2005
- 资助国家:日本
- 起止时间:2005 至 2006
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では、シストリックメモリアーキテクチャに基づき、データ圧縮を指向した4次元データ数値計算専用プロセッサを設計し、FPGAによる実装を通じ性能評価を行った。以下、本研究課題の実績について概要を述べる。平成17年度では、圧縮アルゴリズムと並列性に関する研究を行い、その高速処理に適したシストリックメモリアーキテクチャを提案した。また、本アーキテクチャに基づき、FPGAによる競合学習専用プロセッサの試作を行った。性能評価の結果、本試作プロセッサは汎用プロセッサと比べて高い速度向上を実現することを確認した。平成18年度では、より汎用な高速4次元数値データ処理を可能とするために、単精度浮動小数点演算に特化したシストリックアレイプロセッサを設計した。本アレイプロセッサの基本処理要素「セル」のデータパスはマイクロプログラムにより制御され、プログラムを変更することにより様々な計算問題を扱うことができる。計算に必要なデータは各セルに分散された局所メモリに格納され、FPGAの持つ総メモリバンド幅を最大限に活かした超並列計算が可能である。本研究では、単一のFPGA上に12x8のセルから成るシストリックアレイを実装し、n次元数値計算の例として2次元の計算流体力学問題を用い性能評価を行った。2次元正方キャビティ内の定常流を計算したところ、僅か60MHzで動作するシストリックアレイプロセッサは、3.2GHz動作のPentium4プロセッサと比べ7倍もの高速計算を実現した。この評価は2次元の数値計算に対するものであるが、提案プロセッサは理論的に4次元データを高速計算可能である。以上、本研究課題では、4次元データの高速処理に対する提案アーキテクチャの有効性が確認できた他、コンパイラ等、今後実用的なシステムを構築する上で必要な開発の指針が明らかとなった。これは、重要な成果である。
This study で は, シ ス ト リ ッ ク メ モ リ ア ー キ テ ク チ ャ に base づ き, デ ー タ 圧 shrinkage を pointing し た four yuan デ ー タ the numerical computing 専 with プ ロ セ ッ サ を し design, FPGA に よ る be loaded を tong じ performance evaluation 価 を line っ た. The following is a summary of the achievements of this research project: に に て て て を description べる. Pp.47-53 17 year で は, 圧 shrinkage ア ル ゴ リ ズ ム と tied for sexual に masato す る research を い, そ の high-speed 処 Richard に optimum し た シ ス ト リ ッ ク メ モ リ ア ー キ テ ク チ ャ を proposal し た. ま た, this ア ー キ テ ク チ ャ に base づ き, FPGA に よ る competition use learning 専 プ ロ セ ッ サ の attempt を line っ た. The performance evaluation 価 価 results, the プロセッサ プロセッサ general プロセッサと of this trial work shows that the プロセッサと speed is higher than the べて and the を actual performance する する とを confirms that the た た is た. Pp.47-53 18 year で は, よ り domestic な high-speed 4 yuan the numerical デ ー タ 処 Richard を may と す る た め に, 単 precision floating point calculations に specialized し た シ ス ト リ ッ ク ア レ イ プ ロ セ ッ サ を design し た. This ア レ イ プ ロ セ ッ サ の 処 principle basic "セ ル" の デ ー タ パ ス は マ イ ク ロ プ ロ グ ラ ム に よ り suppression さ れ, プ ロ グ ラ ム を - more す る こ と に よ り others 々 な calculation problem を Cha う こ と が で き る. Computing に necessary な デ ー タ は each セ ル に scattered さ れ た bureau メ モ リ に Wagner さ れ, FPGA の つ 総 メ モ リ バ ン ド を picture most time live に か し た super parallel computing が may で あ る. This study で は, 単 の に 12 on FPGA by 8 の セ ル か ら into る シ ス ト リ ッ ク ア レ イ を be し, $n the numerical calculation of の と し て 2 dimensional の computational fluid mechanics problem を い performance evaluation 価 を line っ た. Within 2 dimensional tetragonal キ ャ ビ テ ィ の steady flow を computing し た と こ ろ, か just 60 MHZ で す る シ ス ト リ ッ ク ア レ イ プ ロ セ ッ サ は, 3.2 GHz action の Pentium4 プ ロ セ ッ サ と seven times than べ も の supercomputing を be presently し た. こ の review 価 は 2 dimensional の the numerical computing に す seaborne る も の で あ る が, proposal プ ロ セ ッ サ は theory に four yuan デ ー タ を supercomputing may で あ る. Above, this research topic で は, 4 yuan デ ー タ の high-speed 処 Richard に す seaborne る proposal ア ー キ テ ク チ ャ の have sharper sex が confirm で き た him, コ ン パ イ ラ etc, in the future be used な シ ス テ ム を build す る で な necessary on the open 発 の pointer が Ming ら か と な っ た. Youdaoplaceholder2 れ れ, important な achievements である.
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Massively Parallel Processor based on Systolic Architecture for High-Performance Computation of Difference Schemes
基于脉动架构的差分格式高性能计算大规模并行处理器
- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wilfred W.Li;Peter W.Arzverger;Chang Lim Yeo;Larry Arg;Osamu Tatebe;Satoshi Sekicughi;Karpjoo Jeong;Suntae klwang;Susumu Date;Jae-Hyuck Kwak;UNIX Magazine;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano
- 通讯作者:Kentaro Sano
Systolic Architecture for Computational Fluid Dynamics on FPGAs
- DOI:10.1109/fccm.2007.20
- 发表时间:2007-04
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:K. Sano;Takanori Iizuka;Satoru Yamamoto
- 通讯作者:K. Sano;Takanori Iizuka;Satoru Yamamoto
Hybrid Parallel Computation for LU-SGS Implicit Time Integration
LU-SGS 隐式时间积分的混合并行计算
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wilfred W.Li;Peter W.Arzverger;Chang Lim Yeo;Larry Arg;Osamu Tatebe;Satoshi Sekicughi;Karpjoo Jeong;Suntae klwang;Susumu Date;Jae-Hyuck Kwak;UNIX Magazine;Kentaro Sano;Kentaro Sano
- 通讯作者:Kentaro Sano
Systolic Computational-Memory Architecture for an FPGA-based Flow Solver
基于 FPGA 的流求解器的脉动计算内存架构
- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wilfred W.Li;Peter W.Arzverger;Chang Lim Yeo;Larry Arg;Osamu Tatebe;Satoshi Sekicughi;Karpjoo Jeong;Suntae klwang;Susumu Date;Jae-Hyuck Kwak;UNIX Magazine;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano
- 通讯作者:Kentaro Sano
A Competitive Learning Algorithm with Controlling Maximum Distortion
一种控制最大失真的竞争学习算法
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:百瀬 真太郎;Takeshi Miura
- 通讯作者:Takeshi Miura
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自己適応システムにおけるコンポーネントの安全な置き換え
自适应系统中组件的安全更换
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
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中島震
FPGAによる津波シミュレーションと最新FPGA の性能評価
使用 FPGA 进行海啸模拟以及最新 FPGA 的性能评估
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
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- 作者:
伊藤涼;鈴木隼人;上野知洋;佐野健太郎;山本悟;田中 大智;長洲 航平;上野 知洋;Kentaro Sano;佐野 健太郎 - 通讯作者:
佐野 健太郎
ポストムーアとFPGAによるカスタムコンピューティング
使用 Postmoore 和 FPGA 进行定制计算
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
伊藤涼;鈴木隼人;上野知洋;佐野健太郎;山本悟;田中 大智;長洲 航平;上野 知洋;Kentaro Sano;佐野 健太郎;長洲 航平;佐野 健太郎;佐野 健太郎;佐野 健太郎;佐野 健太郎;Daichi Tanaka;上野 知洋;上野 知洋;佐野 健太郎;田中 大智;Kohei Nagasu;Kohei Nagasu;Kohei Nagasu;Kohei Nagasu;Kohei Nagasu;Performance Improvement of FPGA-Based Stream Computing by Bandwidth Compressor;Tomohiro Ueno;Kohei Nagasu;Kentaro Sano;佐野 健太郎;佐野 健太郎;長州 航平;佐野 健太郎 - 通讯作者:
佐野 健太郎
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- 批准号:
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- 资助金额:
$ 2.37万 - 项目类别:
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- 批准号:
13780183 - 财政年份:2001
- 资助金额:
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T 细胞分化和功能中的 Hedgehog 信号传导
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Mechanisms underlying homeotic function across developmental transitions
发育转变过程中同源异型功能的潜在机制
- 批准号:
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$ 2.37万 - 项目类别:
Research Grant
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- 资助金额:
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