re:Invent 2017 で FPGA に入門してみた

re:Invent 2017 で FPGA に入門してみた 株式会社サーバーワークス 白鳥 貴久 2017年12月15日 JAWS-UG : HPC#12勉強会

参加セッション AMF304 - Optimizing Design and Engineering Performance in the Cloud for Manufacturing CMP207 - High Performance Computing on AWS AMF305 - Autonomous Driving Algorithm Development on Amazon AI STG205 - #EarthonAWS: How NASA Is Using AWS STG206 - Big Data: Data Lakes and Data Oceans CMP323 - AWS Batch: Easy and Efficient Batch Computing on AWS CMP333 - How to Get the HPC Best-in-class Performance via Intel Xeon Skylake Processors and AWS C5 Instances with Ease of Deployment Through Rescale CMP306 - Architectures for HPC/HTC Workloads on AWS CMP402 - Accelerate Your C/C++ Applications with Amazon EC2 F1 Instances MCL212-R2 - [REPEAT 2] NEW LAUNCH! AWS DeepLens workshop: Building Computer Vision Applications

HPC関連アップデート AWS Batch Array Job ジョブの依存関係を管理しやすく なった Spread Placement Group Multi-AZにまたがることができる Placement Group Spot Instance Hibernation Spot instance が削除されそうな ときに、メモリの情報を退避する Sequential dependency n to n dependency 3

FPGAの話 4

※去年(re:Invent 2016)の画像です

FPGAしてみるために 「FPGAの原理と構成」 Workshop in re:Invent 2017 6

FPGA(Field-Programmable Gate Array)とは プログラムによって回路を構成できるデバイス ここがすごい MIMD(Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)な処理ができる Systolic Arrayによる行列積演算 このあたりは気を付けるべし 回路設計時に物理デバイスのサイズを考慮する まあCPUで処理するときもそうか 演算の桁数が制約されやすい いろいろ修得が難しい（個人の感想です） 7

Workshopの流れ Hello World 動画エンコードを題材としたFPGAによる高速化体験 統合開発環境 SDAccel を使った開発・ビルド・最適化 使用教材 https://github.com/awslabs/aws-fpga-appnotes/blob/master/reInvent17_Developer_Workshop /README.md 8

• https://github.com/awslabs/aws-fpga-app-notes/blob/master/reInvent17_Developer_Workshop/README.md

Hello World 1. Connecting to your F1 instance F1インスタンスのLaunch Remote Desktop 接続 Hello Worldのビルドと実行 ホストアプリケーションをビルドする デバイス(FPGA)側での実行ファイルは コンパイル済 10+32=42 が 256命令 同時に実行さ れる 9

動画エンコードを題材としたFPGAによる高速化体験 2. Experiencing F1 acceleration High Efficiency Video Coding (HEVC)による動画圧縮 CPUとFPGAで実行して比較 10

統合開発環境 SDAccel を使った開発・ビルド・最適化 3. Developing F1 applications SDAccelの画面の見方を知る サンプルとして逆離散コサイン変換(IDCT)を実行する 実行レポートの読み方を知る コードを改善してBuildして再実行する FPGAで実行する 11

まとめ re:Invent 2017 に行ってきました FPGA始めてみたかったので、 Workshop参加しました 本を読みました 分からなかったこと（あとで詳しくしらべる） どこまでホストで実行されていて、どこからデバイス(FPGA)で実行されている のか （C++ではなく）Cで書くならどうするか OpenCLによるFPGAプログラミング 12