Vitis ハードウェアアクセラレーション

アクセラレーションパフォーマンスの体験¶

この演習では、アプリケーションをまずソフトウェアのみのバージョンで実行し、その後コンパイル済み FPGA アクセラレータを使用して最適化されたアクセラレーションバージョンを実行し、アクセラレーションの可能性を体験します。

次のコマンドを実行してアプリケーションを設定します。

# Source the Vitis runtime environment
export LAB_WORK_DIR=<Downloaded Github repository>/Hardware_Acceleration/Design_Tutorials/02-bloom

C アプリケーションをビルドします。
1. cpu_src ディレクトリに移動します。
2. 次のコマンドを使用して、ドキュメント数を引数として指定して元の C アプリケーションを実行し、比較のためのゴールデン出力ファイルを生成します。
```
cd $LAB_WORK_DIR/cpu_src/
make run
```
  生成された出力スコアは、ホストコードの cpu_profile_score 配列に格納されます。この配列は、指定されたドキュメント総数の出力を表します。結果は、次のようになります。
```
./host 100000
Initializing data
Creating documents - total size : 1398.903 MBytes (349725824 words)
Creating profile weights

Total execution time of CPU          |  2949.3867 ms
Compute Hash processing time         |  2569.3266 ms
Compute Score processing time        |   380.0601 ms
--------------------------------------------------------------------
Execution COMPLETE
```
FPGA 上でアプリケーションを実行します。この演習では、FPGA アクセラレータは並列係数 8 でインプリメントされています。
- 8 個の入力ワードが並列処理され、各クロックサイクルで 8 つの出力フラグが生成されます。
  
  最適化されたアプリケーションを FPGA 上で実行するには、次の make コマンドを実行します。
```
make run_fpga SOLUTION=1
```
  次の出力が表示されます。
```
Processing 1398.905 MBytes of data
Splitting data in 8 sub-buffers of 174.863 MBytes for FPGA processing
--------------------------------------------------------------------
Executed FPGA accelerated version  |   427.1341 ms   ( FPGA 230.345 ms )
Executed Software-Only version     |   3057.6307 ms
--------------------------------------------------------------------
Verification: PASS
```
  スループットは、次のように計算されます。
  
  スループット = 合計データ量/合計時間 = 1.39 GB/427.1341 ms = 3.25 GB/s
  
  FPGA アクセラレーションを効果的に利用することにより、アプリケーションのスループットが 7 倍になりました。

次の手順¶

この手順では、FPGA を使用して達成可能なアクセラレーションを観察しました。次に、アクセラレーションのためのアプリケーションを構築し、元のアプリケーションをプロファイリングしてどの関数をアクセラレーションできるかを調べます。希望のアクセラレーションを達成するためのインターフェイス境界およびパフォーマンス制約も定義します。

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次の手順¶

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