Reconfigurable 3D-FFT Processor for the Car-Parrinello Method
Tohru Sasaki, Kiyoshi Betsuyaku, Takatoshi Higuchi, Umpei Nagashima · Journal of Computer Chemistry Japan · 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。