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

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。
In this study, the design, implementation and performance evaluation of FPGA were carried out based on the four dimensional digital value calculation, data compression and data compression. The following is a summary of the achievements of this research project. In 2017, the company launched a research project on high speed processing, reducing the cost of production and improving the quality of products. This is the first time that we've had a chance to learn from each other. The results of the performance evaluation confirm that the test results are consistent with the test results. In 2018, we designed a high-speed four-dimensional digital processing system with high precision and floating decimal point. The basic processing elements of this website are: " The calculation is necessary for each unit to be distributed, and the FPGA's maintenance is limited to the maximum amplitude. Parallel calculation is possible In this paper, we study the application of 12 x 8 FPGA to the performance evaluation of n-dimensional numerical value calculation and 2D CFD problems. 2-D square flow calculation, only 60MHz operation, 4 GHz operation, 7 times higher speed calculation This evaluation is based on the theory of two-dimensional numerical calculation. As mentioned above, this research topic is to confirm the effectiveness of the proposal for high-speed processing of four-dimensional data, and to establish the necessary development guidelines for future use of data. Important results.

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
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