TSUKUBA FUTURE #091困笋錣蕕いハ`ドウェアで麻を笋┐
麻親僥冩梢センタ` 弌爽 毧 廁縮
ス`パ`コンピュ`タ┘好僖灰鵤というと、2011定に弊順恷堀となった仝奨々が嗤兆です。利貧陳戦嬬択精科が|奨寄僥と慌揖で\喘しているスパコン仝Oakforest-PACS々は、2016定に仝奨々を貧指る處麻來嬬を_撹しています。ただし、この處麻來嬬はB羨匯肝圭殻塀の盾を箔めるプログラムLINPACKを喘いてy協されたものであり、この來嬬が互いからといって、麿の親僥室g麻も揖じスピ`ドでg佩できるとは泙蠅泙擦鵝g佩したい親僥室g麻の蒙來と、階K双麻Cシステムであるスパコンの撹、つまり處麻を毅輝するハ`ドウェアの撹と處麻に駅勣となるデ`タの宥佚Cしだいなのです。そのため、仝奨々でg佩させていたプログラムを仝Oakforest-PACS々でg佩させたらWかった、なんていうことも寇しくありません。しかも、スパコンの撹、蒙に處麻を毅輝するハ`ドウェアであるプロセッサの嶄附は、匯業_kされてしまうと筝は音辛嬬です。そのため、プロセッサの夛貧の尖喇により、音誼吭な麻は音誼吭なままであり、その麻にして恷m晒を仏したとしても、その寓{はある殻業までしか誼られない辛嬬來があります。そこで廣朕されているのが、徨指揃のパタ`ンをプログラムできる┐笋錣蕕いハ`ドウェアであるField-programmable Gate Array (FPGA)貧に、音誼吭な麻を互堀にこなすC嬬をgFさせ、スパコン畠悶の處麻來嬬と薦紳覆鯱鯢呂気擦襯▲廛踪`チです。弌爽さんは、この、やわらかいハ`ドウェアが互來嬬麻の弊順を笋┐諞Iだと深えています。
|奨寄僥椅の~キャンパスにあるOakforest-PACSのほかに、寄僥坪では
COMAというスパコンが\喘されている。
亟寔のHA-PACS/TCA は3埖に\喘をKえた
コンピュ`タの^にあたるCPUCentral Processing Unitは、wS議な互來嬬晒を膜げましたが、互堀晒の弖箔という泣では、渊腓瞎えはじめています。そこで旋喘されるようになったのがGPUGraphics Processing Unitというデバイス。もともとは鮫I尖喘に_kされたものでしたが、揖rにたくさんの麻を佩うK双I尖にmしていることから、親僥室g麻にも鮄辰垢誑みがMんでいます。スパコンの弊順では、GPUを試喘した冩梢_k並箭が方謹く贋壓します。けれども、GPUはM薦が寄きい貧に、訳周原けをして麻を蛍瓷していくような}jなI尖は音誼吭など、嵐嬬というわけではありません。おまけに貧で峰べたように、CPUやGPUの嶄附は匯業_kされてしまうと、筝は音辛嬬です。これが、"ハ`ド"ウェアと柵ばれる侭參です。
そこで、廣朕されているのが貧峰のFPGAというデバイスです。坪何のデジタル指揃をきQえることができるプログラミング辛嬬な磯悶で、これが仝やわらかいハ`ドウェア々です。これ徭悶は1980定旗からあるものですが、來嬬が詰いとされ、あまり旋喘されていませんでした。ところが方定念、マイクロソフト芙がk燕した、FPGAを聞って碧スピ`ドを互堀晒するという冩梢撹惚をきっかけに、寄ブレ`クしました。この冩梢撹惚をgに冱うと、FPGAを旋喘することでCPU┘愁侫肇ΕД■のみのときと曳^して2蔚のI尖スピ`ドを_撹するというものです。つまりCPUのみの栽と揖じ來嬬を_撹するにあたって駅勣となるリソ`スは、CPUのみの栽の屈蛍の匯でよいということでもあり、薦紳覆林Q泣からも嗤旋です。ただ、デジタル指揃のプログラミングでは、どのタイミングで、どのような麻をどのように佩うか、かい峺協が駅勣なため、聞いこなすのはなかなか寄笋任后それを富しでもgにするというのも、弌爽さんの冩梢テ`マです。
CPU、GPU、FPGAそれぞれの蒙來をよく尖盾し、これらをうまくMみ栽わせて、札いの音誼吭蛍勸をaったり、紳糞弔縫禰`タのやり函りをして互堀で麻Y惚をГ、かつ薦Mも富ない、畠く仟しい麻システムをBする。これが、弌爽さんが朕峺していることです。そのためにやるべきことは、麻したい並凹や秘薦するデ`タの尖盾、紳糞弔I尖のプロセスのB、聞喘するデバイスの來嬬からコンピュ`タの尖來嬬を容協するなど、掲械に謹瓷にわたるとのことです。その貧、スパコンの嶄は？なデバイスがグル`プワ`クをしているようなものですので、朕議とする麻を紳糞弔I尖するためには、畠てのデバイスをy凄し、それぞれのデバイスが札いにf{嘛するためのMみも駅勣なのだそうです。
プログラミングをしてデバイスが咾、殆壼く屎しいY惚を竃してくれる、それがコンピュ`タを聞った麻のSしいところだと、弌爽さんは冱います。どんなに來嬬の措いスパコンも、麻すべきいがあってはじめて､魍屬舛泙后Ｒ桟宗嚴帑の軟坿の冥沫や殤鵑離轡潺絅讒`ション、aの蛍徨O、さらには繁垢岑嬬のC亠僥など、湯寄なデ`タを函りQうことのできるスパコンがなければ撹羨しない麻がえています。スパコンの來嬬やプログラミングを母岑した繁たちと、麻すべき冩梢テ`マを隔った繁たちとがfPすることによってはじめて、スパコンは璃薦をk]するのです。やわらかいハ`ドウェアが、互來嬬コンピュ`タの喘余をﾚげ、暴たちの頂らしをよりNかにしてくれるはずです。
F壓、麻親僥冩梢センタ`で借PしているクラスタシステムPre-PACS-X (PPX)の麻ノ`ドの嶄附。
CPUが2岬、GPUが2岬、FPGAが1岬根まれている
猟ﾚ麒 サイエンスコミュニケ`タ`