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FPGAコンピューティングが身Zに

フレキシビリティはH少犠牲にしても、ひたすら高]なQ機が欲しい。このような要求には、スーパーコンピュータのようなHPC(高性Ε灰鵐團紂璽謄ング)や、AmazonやMicrosoftのような巨j(lu┛)なデータセンターではFPGAが使われてきた。FPGAW(w┌ng)のコンピュータがもっと}軽に入}できるようになる。PALTEKのボードコンピュータ(図1)がそれだ。

図1 PALTEKが発売したFPGAコンピュータボード

図1 PALTEKが発売したFPGAコンピュータボード


CPUやGPUはソフトウエアを入れえてさまざまな機Δ鮗存修垢襯蓮璽疋Ε┘△世、FPGAは配線の組み換えで独Oのv路を実現しようというデバイスである。CPUやGPUのようにソフトウエアで処理するデバイスは、独O機Δ鬟愁侫肇Ε┘△納存修垢襯侫譽シビリティはあるが、高]化には限cがある。k(sh┫)FPGAは、ハードワイヤードロジックで電子v路を形成するため高]だが、フレキシビリティは劣る。これらをうまく使い分けることで高]でフレキシブルなコンピュータができる。これがF(xi┐n)PGAW(w┌ng)のHPCやデータセンターコンピュータだ。

Microsoftは、検索エンジン「Bing」を高]化するため、データセンター内のコンピュータにFPGAをい、処理を高]化する「Catapult」\術を開発した。AmazonもクラウドサービスであるAMS内のコンピュータにFPGAをいている。これまでのコンピュータは、CPUだけでは高]化に限cがあるため、GPU(グラフィックスプロセッサ)やFPGAをコプロセッサとして2010Qごろから使われてきた。

GPUには図をWくためのデッサン(基本トライアングルでアウトラインを書く作業)とレンダリング(色塗り作業)の機Δある。にレンダリング作業に相当するような並`処理QにはGPUがよく使われるようになってきた。ただし、GPUはU(ku┛)御のCPUと通信しながら処理を行うため、CPUとのバスが要になる。高]動作ではバスネックになる恐れがある。さらに並`作業を拡張する場合でもGPUだけを拡張するのではなくCPUも拡張しなければならない(図2)。GPU同士では互いに通信できないためだ。


図2 FPGAは互いに通信できる 出Z:PALTEK

図2 FPGAは互いに通信できる 出Z:PALTEK


しかし、FPGAは、FPGA同士で通信できるため、CPU1個でたくさんのFPGAをH数拡張できる。演QごとにCPUと通信する要がないため、バスネックの心配がない。もちろん、専のICであるASICを使えば、性Δ眈嫡J電も~W(w┌ng)であるがコストが最も高くつく(図3)。並`性・拡張性に優れたチップとしてはやはりFPGAということになる。


図3 FPGAコンピューティングのメリット 出Z:PALTEK

図3 FPGAコンピューティングのメリット 出Z:PALTEK


今v、PALTEKが発売したFPGA搭載のボードコンピュータ「DATA BRICK」は、Xilinx社のVirtex Ultrascale+シリーズのFPGAのうち、VU3Pシリーズ(最j(lu┛)86万2050システムロジック数)を採した。QFPGA間は最j(lu┛)448Gbps(28Gbps×16レーン)で接可Δ如▲棔璽屬砲16GBのDDR4-2400 DRAMを搭載している。ホストのCPUとは、PCIe (Gen3)8.0GT×16で接できる。

このコンピュータボードの開発では、FPGAに化したデザインスキルをeつベクトロジー社と共同で開発した。ベクトロジー社はFPGAを使いこなしてきたベンチャーであり、基設や基本仕様をまとめFPGAに落とすことがu(p┴ng)Tである。「(FPGAによる)行`演Qはどこよりも]く実行できる」とベクトロジー社の篠田Ik代表D締役社長はO信を(j┤)す。

このFPGAコンピューティングボードを発売するPALTEKは半導商社であると同時に半導のデザインセンターの役割もeっている。このDATA BRICKを使うことにより、国内でもフルHDや4Kのビデオ処理や、AI(人工(m┬ng))のマシンラーニングやビッグデータ分析、金融分析、HPCなどのワークロードを高]化できるようになる。

(2017/04/25)
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