Car-Parrinello法のためのリコンフィギャラブル三次元FFT専用プロセッサ

佐々木 徹a, 別役 潔b, 樋口 高年b, 長嶋 雲兵c*

a(株)アプリオリ・マイクロシステムズ, 〒212-0054 神奈川県川崎市幸区小倉308-10 かわさき新産業創造センター236
bみずほ情報総研(株), 〒101-8443東京都千代田区神田錦町2-3
c産業技術総合研究所計算科学技術センター, 〒305-8568茨城県つくば市梅園1-1-1

(Received: July 4, 2005; Accepted for publication: September 13, 2005; Published on Web: December 3, 2005)

  Car-Parrinello(CP)法による第一原理計算における計算時間の大部分は電子状態ベクトルの三次元FFT演算に費やされる。そこで、FFTを専用ロジック化し、FPGAを4個用いたボード上に実装した。FFT単体性能を実測したところ、2.4GHzで動作するXeonを搭載したPCと比較して、ボードあたり10倍程度の性能が実測された。消費電力まで考慮すると50倍の性能比となる。このボードをCP計算に利用することで、ボード2枚(FPGA8個相当)あたり、前述のXeon 1CPUにおけるCP計算と比較して10倍の高速化が実現される。CPコードをさらに高速化するため、FFTとGram-Schmidt直交化を動的再構成可能な単一のFPGAにおいて実行する手法を提案する。

キーワード: Car-Parrinello法, 第一原理計算, 平面波展開, FFT, Gram-Schmidt 直交化, 専用計算機, リコンフィギャラブル, FPGA


Abstract in English

Text in Japanese

PDF file(540kB)


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