ScalaBFS：基于 HBM 增强 FPGA 的可扩展 BFS 加速器
硬件体系结构
2021-10-13 v2
摘要
高带宽存储器（HBM）通过向处理单元暴露多个存储器通道来提供海量聚合内存带宽。为实现高性能，构建于配置了 HBM 的 FPGA（即 FPGA-HBM 平台）之上的加速器需要根据可用存储器通道扩展其性能。本文中，我们提出了一种用于 BFS（广度优先搜索）算法的加速器，命名为 ScalaBFS，其构建多个处理单元以充分利用 HBM 的高带宽来提升效率。我们实现了 ScalaBFS 的原型系统，并在 Xilinx Alveo U280 FPGA 卡真实硬件上针对真实世界和合成的无标度图进行 BFS。实验结果表明，ScalaBFS 的性能根据 U280 的 HBM2 子系统提供的可用存储器伪通道（PCs）近乎线性扩展。通过充分使用 32 个 PCs 并在 U280 上构建 64 个处理单元（PEs），ScalaBFS 实现了高达 19.7 GTEPS（每秒千兆遍历边数）的性能。在稀疏真实世界图上进行 BFS 时，ScalaBFS 达到了与运行于最先进 Nvidia V100 GPU 上的 Gunrock 相当的 GTEPS，该 GPU 具备 64-PC HBM2（内存带宽是 U280 的两倍）。
引用
@article{arxiv.2105.11754,
title = {ScalaBFS: A Scalable BFS Accelerator on HBM-Enhanced FPGAs},
author = {Kexin Li and Chenhao Liu and Zhiyuan Shao and Zeke Wang and Minkang Wu and Jiajie Chen and Xiaofei Liao and Hai Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.11754},
year = {2021}
}