Optimized FPGA Implementation of a Compute-Intensive Oil Reservoir Simulation Algorithm

Ιωάννου, Άγγελος; Malakonakis, Pavlos; Γεωργόπουλος, Κωνσταντίνος; Papaefstathiou, Ioannis; Dollas, Apostolos; Mavroidis, Iakovos

doi:10.1007/978-3-030-27562-4_32

Cited by 4 publications

(2 citation statements)

References 21 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The deviation from the ideal 4x mainly appears as we move from 3 to 4 accelerators, as the maximum sustained memory bandwidth gets reached, revealing a memory bandwidth limit of the deployed MPSoC devices at about 9 GBytes/sec. The best performance we can achieve is 7.97 sec (equivalent to 73.3 GFLOPS), which is reported in [49] and is about 2.5 times better than our prior reported results in [72], demonstrating a significant improvement over our previous single-FPGA implementation of the UNILOGIC architecture. accelerators that are not so data hungry, would benefit from higher frequencies, as would be the case when mixing data-bound and computation-bound accelerators.…”

Section: Optimizations On a Single Fpgamentioning

confidence: 51%

“…A high level insight can be gained through Figure5.1, where a rock matrix is mapped to a grid model 1 for which the RS simulation predicts the oil and gas flow within the rock formation. As the initial implementation of the Michelsen kernel is not optimized for FPGA execution, manual code transformations have been applied in order to reach efficient hardware implementations[49].…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

UniLogic (unified logic)

Ιωάννου¹

View full text Add to dashboard Cite

Οι εφαρμογές HPC γίνονται όλο και πιο απαιτητικές σε απόδοση και σε ενέργεια, πιέζοντας τα συστήματα στα όριά τους. Τα συστήματα HPC δεν έχουν ακόμη φτάσει σε απόδοση ex-ascale, κυρίως λόγω ενεργειακών περιορισμών, ενώ θα απαιτούνταν περίπου 100-200 MWatts για να φτάσουν την απόδοση σε επίπεδο exaflop. Μια πολλά υποσχόμενη λύση είναι η χρησιμοποίηση ενεργειακά-αποδοτικών επαναδιαμορφώσιμων πόρων, στη μορφή των FPGAs. Ωστόσο, τα σημερινά περιβάλλοντα για FPGAs είναι βελτιστοποιημένα για να επιταχύνουν μία μόνο εφαρμογή, σε μία μόνο FPGA. Σε αυτή τη διατριβή παρουσιάζουμε το UNILOGIC (Ενοποιημένη Λογική), μία πρότυπη, παράλληλη αρχιτεκτονική προσαρμοσμένη για HPC, η οποία συμπεριλαμβάνει αποδοτικά τις FPGAs. Το UNILOGIC υιοθετεί το μοντέλο PGAS στο οποίο συμπεριλαμβάνει και τους επιταχυντές υλικού. Έτσι (i) η πρόσβαση στους επιταχυντές μπορεί να γίνει απευθείας από οποιονδήποτε επεξεργαστή στο σύστημα και (ii) οι επιταχυντές μπορούν να έχουν πρόσβαση σε οποιαδήποτε θέση μνήμης στο σύστημα. Με τον τρόπο αυτό, η προτεινόμενη αρχιτεκτονική προσφέρει ένα ενοποιημένο περιβάλλον όπου όλοι οι επαναδιαμορφώσιμοι πόροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν απρόσκοπτα από οποιοδήποτε επεξεργαστή/λειτουργικό σύστημα. H αρχιτεκτονική UNILOGIC αξιολογήθηκε σε ένα πρωτότυπο που φιλοξενεί συνολικά 64 Zynq MPSoCs και 1 Terabyte μνήμης. H αρχιτεκτονική UNILOGIC προσφέρει επιδόσεις που κυμαίνονται από 3 έως 400 φορές ταχύτερες και 46 έως 370 φορές πιο αποδοτικές ενεργειακά σε σχέση με συστήματα που χρησιμοποιούν CPUs, ενώ υπερβαίνουν τις GPU από 6 έως 20 φορές από πλευράς απαιτούμενου χρόνου επίλυσης, και από 8 έως 20 φορές από πλευράς απαιτούμενης ενέργειας για τη λύση.

show abstract

Section: Optimizations On a Single Fpgamentioning

confidence: 51%

mentioning

confidence: 99%