メッシュ接続FPGAアレーを用いた高性能ステンシル計算機の設計と実装

摘要

我々は，多数のFPGAを用いたステンシル計算のアクセラレータを開発しており，小容量のFPGAを複数2次元メッシュ状に接続したシステムアーキテクチャを採用している．システムの実装を進めるにつれて，FPGA ノード数を増加させた場合に，システムが正しい計算結果を出力しない不具合が発見された．その原因として，各FPGAノードのクロック周期のばらつきが挙げられる．本稿では，各FPGAノードのクロック周期のずれを定量的に評価し，ステンシル計算機を長時間，安定して動作させるための機構の設計とその実装について述べる．