FPGA 上での DPC++ アプリケーションのプロファイル

2020年7月23日

パフォーマンス・スナップショット

この記事は、インテル® デベロッパー・ゾーンに公開されている「Intel® VTune™ Profiler Performance Analysis Cookbook」の「Profiling an FPGA-driven DPC++ Application」の章の日本語参考訳です。

このレシピは、FPGA 上で DPC++ (データ並列 C++) アプリケーションをプロファイルします。このレシピでは、インテル® VTune™ プロファイラーの CPU/FPGA 相互作用解析タイプ (プレビュー機能) に統合されている AOCL プロファイラーを使用します。

コンテンツ・エキスパート: Dmitry Ryabtsev (英語)

使用するもの
手順:

使用するもの

このレシピの最小ハードウェア要件とソフトウェア要件は次のとおりです。

アプリケーション: crr。この FPGA サンプルは、インテル® oneAPI DPC++ コンパイラー・サンプルのリポジトリー (英語) から入手できます。
コンパイラー: DPC++ アプリケーションをプロファイルするには、ベータ版インテル® oneAPI ツールキット (英語) に含まれる dpcpp コンパイラーが必要です。
ツール:
- ベータ版インテル® oneAPI ベース・ツールキット (Linux* 版) (英語)
- ベータ版 oneAPI ベース・ツールキット用インテル® FPGA アドオン (英語)
- ベータ版インテル® VTune™ プロファイラー: CPU/FPGA 相互作用解析 (プレビュー機能)
注
- インテル® VTune™ プロファイラーのダウンロードと製品サポートについては、https://www.isus.jp/intel-vtune-amplifier-xe/ を参照してください。
- このクックブックのレシピはすべてスケーラブルであり、インテル® VTune™ Amplifier 2018 以降に適用できます。バージョンにより設定がわずかに異なることがあります。
- ベータ版インテル® oneAPI ベース・ツールキット向けのバージョンから、インテル® VTune™ Amplifier の名称がインテル® VTune™ プロファイラーに変わりました。引き続き、インテル® Parallel Studio XE またはインテル® System Studio のコンポーネントとして、あるいはスタンドアロン版のインテル® VTune™ プロファイラーをご利用いただけます。
オペレーティング・システム: Ubuntu* 18.04
CPU: インテル® サーバー・プラットフォーム開発コード名 Cascade Lake
FPGA: インテル® プログラマブル・アクセラレーション・カード (インテル® PAC) インテル® Arria® 10 GX FPGA 搭載版または DPC++ 向けインテル® Stratix 10 GX FPGA PAC ボード (およびインストール可能なアドオン)

ツールキットをインストールして設定する

インテル® PAC カードをマシンの PCIe* スロットに装着します。
ベータ版インテル® oneAPI ベース・ツールキット (Linux* 版) (英語) をダウンロードしてインストールします。すべてのデフォルトのオプションを選択して、オンラインまたはオフライン・インストーラーのいずれかを選択します。
ベータ版 oneAPI ベース・ツールキット用インテル® FPGA アドオン (英語) をダウンロードします。
ベータ版 oneAPI ベース・ツールキット用インテル® FPGA アドオンを展開して、setup.sh を実行します。すべてのデフォルトのオプションを選択します。

oneAPI 環境をセットアップします。

source <oneAPI インストール・ディレクトリー>/setvars.sh

FPGA ボードを装着します。
```
aocl install
```
診断コマンドを実行して、すべての診断にパスすることを確認します。
```
aocl diagnose
```

サンプル・アプリケーションをビルドする

インテル® oneAPI DPC++ コンパイラー・サンプルのリポジトリー (英語) からサンプルコードをダウンロードします。
```
git clone https://github.com/intel/BaseKit-code-samples.git
```

crr サンプルフォルダーを開きます。

cd BaseKit-code-samples/FPGAExampleDesigns/crr

src/CMakeLists.txt ファイルを開きます。
set(HARDWARE_LINK_FLAGS から始まる、ハードウェア・フラグをリストしているコード行に移動します。
リストに -Xsprofile を追加します。
サンプルのメイン・ディレクトリーに戻ります。build という名前の新しいフォルダーを作成して開きます。
```
mkdir build
cd build
```
サンプルをコンパイルします。
```
cmake ..
make fpga
```
この処理には数時間かかります。処理が終了すると、crr.fpga という名前の実行ファイルが生成されます。

これで、FPGA ハードウェア上で crr.fpga を実行できます。

CPU/FPGA 相互作用解析を実行する

インテル® VTune™ プロファイラーを起動して、[Welcome (ようこそ)] ページで [New Project (新規プロジェクト)] をクリックします。
[Create a Project (プロジェクトの作成)] ダイアログボックスが表示されます。
プロジェクトの名前と場所を指定したら、[Create Project (プロジェクトの作成)] ボタンをクリックします。
[Configure Analysis (解析の設定)] ダイアログボックスが開きます。
[WHERE (どこを)] ペインで、[Local Host (ローカルホスト)] を選択します。
[WHAT (何を)] ペインで、ターゲットとして [Launch Application (アプリケーションを起動)] を選択します。
- [Application (アプリケーション)] フィールドに、crr.fpga 実行ファイルのパスを指定します。
- [Application parameters (アプリケーションのパラメーター)] フィールドに、ordered_inputs.csv を入力します。
[HOW (どのように)] ペインで、[Platform Analysis (プラットフォーム解析)] グループの [CPU/FPGA Interaction (preview) (CPU/FPGA 相互作用 (プレビュー))] を選択します。
解析の設定で、[FPGA profiling data source (FPGA プロファイル・データソース)] に [AOCL Profiler (AOCL プロファイラー)] を選択します。
ウィンドウの下部にある [Start (開始)] ボタンをクリックして解析を開始します。