Shuhai

Shuhai는 FPGA 프로그래머가 Xilinx FPGA 상에서 HBM 및 DDR4와 같은 메모리의 모든 근본적인 세부 사항을 명확히 이해할 수 있도록 하는 벤치마킹-메모리(benchmarking-memory) 도구입니다.

Shuhai가 필요한 두 가지 이유?

첫째, 메모리를 벤치마킹하는 측면에서 볼 때, CPU/GPU보다는 FPGA에서 더 잘 수행될 수 있습니다. 특히 CPU/GPU에서 메모리를 벤치마킹할 경우 캐시(cache)/TLB의 부정적인 영향을 제거할 수 없습니다. 따라서 직접적으로 메모리를 벤치마킹하기보다는 CPU/GPU의 캐시를 벤치마킹하는 작업이 많습니다. 반면에 FPGA에서 메모리를 벤치마킹할 경우, 벤치마킹 하드웨어 엔진이 대상 메모리에 직접 연결될 수 있어 대상 메모리와 벤치마킹 엔진 사이에 노이즈가 없습니다.

둘째, 각 메모리/FPGA마다 바퀴를 재발명할 필요가 없습니다. Shuhai를 사용하면 FPGA에 특정 메모리 접근 패턴을 포함하는 구체적인 애플리케이션을 구현하기 전에, 해당 메모리 접근 패턴을 벤치마킹하여 메모리가 병목(bottleneck)이 되지 않을지 확인할 수 있습니다. 만약 병목이라면, 작성자는 애플리케이션이 메모리에 의해 제한되지 않도록 더 효율적인 메모리 접근 패턴을 갖도록 구현을 조정해야 합니다.

1. 시작하기 (Getting Started)

$ git clone https://github.com/RC4ML/Shuhai.git
$ git submodule update --init --recursive

2. FPGA 프로젝트 빌드 (Build FPGA Project)

$ cd hw/

hw/README.md에 따라 vivado 프로젝트를 빌드하고 생성된 비트스트림(bitstream)으로 FPGA를 프로그래밍합니다.

3. 소프트웨어 프로젝트 빌드 (Build Software Project)

$ cd sw/

sw/README.md에 따라 소프트웨어 프로젝트를 빌드하고 애플리케이션을 실행합니다.

자주 묻는 질문 (Frequently Asked Questions)

1. Q. 커널 모듈을 로드할 때 FPGA에서 PCIe 감지 실패했습니다.

A. JTAG를 FPGA 이미지를 다운로드하는 과정에서 충돌하지 않을 다른 장치에 연결하십시오. 즉, 같은 장치를 사용하여 비트스트림을 로드할 수는 없습니다.

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@inproceedings{wang_fccm20,
  title={Shuhai: Benchmarking High Bandwidth Memory On FPGAs},
  author={Zeke Wang and Hongjing Huang and Jie Zhang and Gustavo Alonso},
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