異なるビット幅を扱う浮動小数点データストリーム圧縮ハードウェアの性能評価

摘要

本稿では，浮動小数点データストリームを対象とした圧縮·展開ハードウェアのパラメータ化と，実装した異なるビット幅のデータを扱うハードウェアに関する性能評価について述べる．入力ビット幅が32，64，128，256bitの圧縮·展開ハードウェアをALERA Stratix IV FPGA上に実装し，その回路面積と動作周波数を評価した．回路面積はビット幅が大きくなるにつれ増大するが，32，64bitの場合には，圧縮·展開ハードウェアを4セット実装しても評価に使用したFPGA全体の10％以下の回路面積で実装可能であった．また，動作周波数の評価では入力ビット幅が64bit以下であれば200MHz以上での動作が可能という結果が得られた．同時に行った圧縮率の評価において，32bitの浮動小数点データに対して3.5，64bitのデータに対して4.5程度の圧縮率が得られた．これは評価したデータがストリーム計算時に使用する帯域を1／3.5もしくは1／4.5に削減することを意味する．