Vitis™ ハードウェアアクセラレーションチュートリアル

アクセラレーション FPGA アプリケーションの最適化: ブルームフィルターの例¶

バージョン: Vitis 2022.1

入門チュートリアル

FPGA 上でアプリケーションをアクセラレーションする手法は、複数の段階で構成されます。

アプリケーションの設計: どのソフトウェア関数を FPGA カーネルにマップするか、どれくらい並列処理が必要か、どのように適用するかなど、アプリケーションのアーキテクチャに関する重要事項を決定します。
パフォーマンス目標を達成するためのアクセラレータの開発: パフォーマンス目標を達成できるカーネルアーキテクチャを作成するため、ソースコードを変更し、プラグマを適用して、カーネルをインプリメントします。
ホストコードの最適化: アプリケーションのアクセスパターン、データの動き、CPU および FPGA のアイドル時間を調べ、パフォーマンス目標を満たすためにコードをアップデートします。

このチュートリアルでは、ベースラインアプリケーションから開始し、アプリケーションをプロファイリングしてハードウェアアクセラレーションの可能性を調べます。このチュートリアルのアプリケーションでは、検索プロファイルに基づいてユーザーの関心に一致するドキュメントを見つけるため、ドキュメントの入力ストリームを検索します。

ブルームフィルターアプリケーションは、構造化されていない電子メールやテキストファイルのデータを検索し、特定のユーザーに関連したドキュメントを検索して通知を送信するなど、データ分析で使用されます。

開始前の確認事項¶

ヒント: このチュートリアルには、約 2 時間かかります。

このチュートリアルでは、次を使用します。

BASH Linux シェルコマンド。
2022.1 Vitis コア開発キットリリースおよび xilinx_u200_gen3x16_xdma_2_202110_1 プラットフォーム。必要であれば、ほかのバージョンおよびプラットフォームを使用するように変更することもできます。

このチュートリアルでは、設計したアクセラレータを FPGA 上で実行するので、ザイリンクス Alveo™ U200 データセンターアクセラレータカードがこのチュートリアルを実行するために設定されていることが必要です。アクセラレータを実行するのに必要な複数の xclbin ファイルを生成するには 6 ～ 7 時間かかる可能性があるので、U200 カード用に生成済みの xclbin ファイルが提供されています。これらの生成済みファイルを使用するには、ハードウェアカーネルのビルド時またはハードウェアでのアクセラレータの実行時に、SOLUTION=1 引数を追加する必要があります。

重要:

例を実行する前に、『Vitis 統合ソフトウェアプラットフォームの資料』 (UG1416) のアプリケーションアクセラレーション開発フローのインストールの手順に従って、Vitis コア開発キットをインストールしてください。

Alveo カードでアプリケーションを実行する場合は、Alveo ポートフォリオページの手順に従って、カードとソフトウェアドライバーを正しくインストールしてください。

チュートリアルリファレンスファイルの入手¶

チュートリアルの内容を入手するには、ターミナルに「git clone http://github.com/Xilinx/Vitis-Tutorials」と入力します。
Hardware_Acceleration/Design_Tutorials/02-bloom ディレクトリに移動します。
- cpu_src には、変更前のソースコードが含まれます。
- images に、このチュートリアルの図を示します。
- この演習で使用するコマンドは、makefile ディレクトリの Makefile で説明されています。異なるプラットフォームをターゲットとする場合は、PLATFORM 変数を使用します。
- reference_file には、パフォーマンスを向上するために変更されたカーネルおよびホストに関連するファイルが含まれます。
次のように、大きなファイルをコピーして抽出します。
```
wget https://www.xilinx.com/bin/public/openDownload?filename=xclbin_save.tar.gz -O xclbin_save.tar.gz
tar -xvzf  xclbin_save.tar.gz
```
ヒント: xclbin_save には、make run コマンドで SOLUTION=1 を設定してハードウェア上で実行する際に使用可能な xclbin ファイルが含まれます。

チュートリアルの概要¶

Apache ライセンス、バージョン 2.0 (以下「ライセンス」) に基づいてライセンス付与されています。本ライセンスに準拠しないと、このファイルを使用することはできません。ライセンスのコピーは、http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 から入手できます。

適切な法律で要求されるか、書面で同意された場合を除き、本ライセンスに基づいて配布されるソフトウェアは、明示的または黙示的を問わず、いかなる種類の保証または条件もなく、「現状のまま」配布されます。ライセンスに基づく権限と制限を管理する特定の言語については、ライセンスを参照してください。

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