エッジコンピューティングへのFPGAの適用

こんにちは、大澤です。

近年、IoTの分野においてエッジコンピューティングが注目を浴びています。
また、ディープラーニングや仮想通貨などのフィールドにてFPGA( Field Programmable Gate Array )が活躍しています。
本来、IoTデバイスはセンシングデータなどをクラウドサーバなどに送信しクラウドサーバはそのデータを様々な用途に使っていきます。
この方式ではクラウドサーバにてすべての処理を行っているため負荷が集中してしまいます。
エッジコンピューティングとはIoTデバイスの近接にエッジサーバを設置しクラウドサーバで行う処理の一部を行うことでクラウドサーバの負荷集中を低減させ、さらにIoTデバイスなどへの処理結果のフィードバックの遅延を抑えられるといったメリットがあります。

エッジコンピューティングには汎用サーバなどが用いられることが一般的ですが、本論文ではFPGAを用いたということで大変珍しく複数の貢献点がありましたので、先日研究室内で論文を紹介し議論を行いました。

  • タイトル: ” Accelerating Mobile Applications at the Network Edge with Software-Programmable FPGAs”
  • 著者:
    Shuang Jiang,Chenren Xu,Guojie Luo(Peking University, Beijing, China)
    Dong He,Chenxi Yang,Yang Chen,(Fudan University, Shanghai, China)
    Yunlu Liu,Jiangwei Jiang(Alibaba Inc. ,Hangzhou, China)
  • 発表:  IEEE INFOCOM 2018
  • URL:  https://ieeexplore.ieee.org/document/8485850

この論文では、本来汎用サーバなどが用いられるエッジコンピューティングにFPGAを適用し実験を行った結果が示されています。
FPGAベースのエッジコンピューティングはARMプロセッサとFPGAボード間は高速オンチップバスにて接続し、接続したFPGAにてアプリケーションの高速処理を手助けしています。
実験より、汎用サーバベースのエッジコンピューティングに比べFPGAベースのものの方が応答時間が速くなり、さらにエネルギー消費も低く抑えられていることがわかりました。
(詳細は原論文を参照してください)