第2部 第 4章 ご購入はこちら 1 クリックでラズパイの 10 倍高速化!? … ARM FPGA のポテンシャルを探る ワンチップ ARM スパコンの C プログラム処理性能 三好 建文 Zynq（ザイリンクス） 2コアCortex-A9＋FPGA 写真 1 ARM プロセッサ・コアと演算回路が自由に作れる FPGA が 1 チップになった Zynq を搭載する定番 ZYBO ボードを使うと C プログラムがどれくらい高速化できるか体感する Digilent 社の直販価格は 189 ドル．日本では，代理店のアヴネットの他， 秋月電子通商などで 25,000 円程度で購入できる BCM2837（ブロードコム） 4コアCortex-A53 1.2GHz 写真 2 比較対象としてラズベリー・パイ 3 のソフトウェア処理 性能も評価する 表1 比較に用いるプロセッサ・ロジックの動作周波数 動作部 ZYBO ソフトウェアで記述した処理を FPGA などのハー ドウェアで動かす目的は，千差万別です．とはいって も，最大の目的は，処理を速くすること（処理時間を 短くすること）ではないでしょうか． そこで，簡単なプログラムを例に，FPGA（Field Programmable Gate Array）を使うことによって，C 言語で記述されたプログラムを，どのくらい手軽に， どのくらい速くすることができるかを体験してみま しょう． 実験環境 動作周波数 ARM プロセッサ 650MHz FPGAロジック部 100MHz ラズベリー・パイ 3 ARM プロセッサ 1.2GHz （Digilent 社）を使用します（写真 1） ．ZYBO の Digilent 社における直販価格は，送料を考えなければ，189 ド ルと安価です．日本の代理店や小売店でも 25,000 円程 度で入手できます． また，絶対的な性能の比較のために，ラズベリー・ パイ 3 でも同じプログラムを実行してみることにしま す（写真 2）． 評価で使用するデバイスの動作周波数は表 1 の通り です． ● ハードウェア…約 2 万円の ARM FPGA ボード ZYBO ● 評価用 C プログラム…円周率計算 & マンデル ブロー描画で評価 プロセッサによるソフトウェア処理の一部をハード ウェア化するため，ARM プロセッサ・コアと FPGAが 1 チップになった Zynq（ザイリンクス）を使用します． ターゲット・ボードには，Zynq 評価ボードの ZYBO 評価には，円周率を計算するプログラムとマンデル ブロー描画を行うプログラムの 2 種類を用います． ソフトウェアのコンパイルは，最適化オプションで ある -O3 を付けて実行します． 56 2016 年 12 月号
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