OpenCLを用いたFPGAベースFDTDアクセラレータの設計

摘要

FPGAによる専用ハードウェアを用いた高性能計算システムは，CPUおよびGPUと比べて電力効率が高い計算処理を実現できる．しかしながら，FPGAにおけるハードウェア設計はCPU，GPU向けのソフトウェア設計よりも多くの設計時間が必要になる．本稿ではFPGA向けOpenCLコンパイラを用いたFDTDハードウェアアクセラレータの設計を行っている．このコンパイラによってOpenCL記述から自動的にハードウェアを作成することができるため，ハードウェア記述言語による回路設計と比べて短時間でFPGAにアプリケーションを実装することができる．FPGAにおけるFDTDアクセラレータの実装結果から，CPUと比べて処理速度が速く，GPUと比べて約1／10の消費電力で計算できることを確認した．