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。FPGA�W(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
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)PGA�W(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2010�Q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
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
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�I�k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。
