|
電子情報通信学会 - IEICE会誌 試し読みサイト
© Copyright IEICE. All rights reserved.
|
|
|
電子情報通信学会 - IEICE会誌 試し読みサイト
© Copyright IEICE. All rights reserved.
|
1．FPGA アクセラレーションを用いたアプリケーション実例
小特集 1-2
ネットワーク検索エンジン及びディープニューラルネットワークの高速化
Accelerations Using an FPGA toward to a Packet Classification and a Deep Neural Network
abstract
FPGAの応用分野としてネットワーク向けパケット検索エンジンやディープニューラルネットワークが挙げられる．どちらも用途に応じて仕様の変更が頻繁に生じ，かつ短期間開発が求められているため，専用LSIを起こすことはコストの面で問題がある．また，汎用CPUでは遅く，GPUでは消費電力が問題となる．したがって，コスト・性能・消費電力のバランスという点でFPGAが有利である．本稿では，それぞれの応用における研究動向を紹介する．
キーワード：パケット分類，ディープニューラルネットワーク，FPGA，低消費電力
FPGAの応用分野としてネットワーク向けパケット検索エンジンやディープニューラルネットワーク（DNN: Deep Neural Network，深層ニューラルネットワーク）が挙げられる．どちらも用途に応じて仕様の変更が頻繁に生じ，かつ短期間開発が求められているため，FPGAが有利である．本稿ではこれらの研究背景・課題，及びFPGA実現における技術動向について述べる．
図1にパケット分類器(1)を示す．パケット分類は，ルータやファイヤウォールが持つ機能の一つである．パケットのヘッダには，プロトコル番号，送信元アドレス，送信先アドレスやポート番号などの情報が含まれている．パケット分類器は，これらを参照し，ルールと呼ばれるあらかじめ登録されたヘッダと一致した場合，特定の動作を行う(2)．パケット分類器は様々な用途で用いられており，例えばセキュリティを改善するため用いられているファイヤウォール（FW: Fire Wall），QoS等で用いられるアクセス制御リスト（ACL: Access Control List），IPマスカレード等で行われるパケットのフィルタリング，及び加工で用いられるIPチェーン（IPC: IP Chain）が挙げられる．
表1に最も単純な5組のフィールドから成るパケット分類表の例を示す．＊はドントケアを表す．5組のフィールドは送信先アドレス（SA: Source Address），送信元アドレス（DA），送信先ポート番号（SP），送信元ポート番号（DP），及びプロトコル番号（PRT）を示す．パケット分類器はパケットのヘッダから各フィールドに対応するデータを抽出し，パケット分類表を参照してマッチするルールを決定する．
続きを読みたい方は、以下のリンクより電子情報通信学会の学会誌の購読もしくは学会に入会登録することで読めるようになります。 また、会員になると豊富な豪華特典が付いてきます。
電子情報通信学会 - IEICE会誌はモバイルでお読みいただけます。
電子情報通信学会 - IEICE会誌アプリをダウンロード
