fastRTM: um ambiente integrado para desenvolvimento rápido da migração reversa no tempo (RTM) em plataformas FPGA de alto desempenho

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Medeiros, Victor Wanderley Costa de
• Orientador(a): Lima, Manoel Eusebio de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: FPGA; HPC; RTM; Processamento em stream
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/12299

O aumento constante da demanda por desempenho e eficiência, e a barreira imposta ao aumento da frequência de operação dos processadores pela tecnologia utilizada na construção dos chips atuais, trouxe o foco da indústria para o desenvolvimento de arquiteturas multi-core. Esta abordagem focada em paralelismo foi empregada não só em arquiteturas baseadas em processadores de propósito geral, como também, em novas plataformas como: os processadores gráficos (GPUs); processadores Cell; e os dispositivos reconfiguráveis (FPGAs). Esta mudança de paradigma tem exigido grandes investimentos em pesquisa e desenvolvimento. Além do desenvolvimento do hardware é necessário desenvolver linguagens, compiladores, ferramentas e sistemas operacionais capazes de lidar com o caráter paralelo e heterogêneo destas novas tecnologias. Outro ponto importante a se destacar é o cenário em que vivemos hoje, onde o uso eficiente e sustentável dos recursos naturais é essencial. Neste contexto, os dispositivos reconfiguráveis, mais especificamente os FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), se apresentam como uma excelente alternativa devido ao seu caráter intrinsecamente paralelo e a baixa frequência em que operam, permitindo uma grande capacidade computacional a um baixo custo energético em muitas aplicações. No entanto, o desenvolvimento de aplicações em FPGAs ainda é uma tarefa bastante árdua, exigindo um tempo de desenvolvimento, muitas vezes, incompatível com a necessidade da indústria. Este trabalho apresenta o ambiente fastRTM, que tem como principal objetivo dar suporte ao desenvolvimento da modelagem e migração sísmicas RTM em plataformas FPGAs de alto desempenho. A modelagem e migração sísmicas são algoritmos computacionalmente intensivos utilizados na indústria para prospecção de óleo e gás. O ambiente provê mecanismos para descrição das arquiteturas em FPGA, reuso de componentes, simulação e exploração de espaço de projeto visando reduzir o tempo de desenvolvimento e explorando o potencial de desempenho presente na plataforma FPGA. O trabalho também apresenta um estudo que confirma a viabilidade do FPGA para este tipo de aplicação, comparando o seu desempenho com o de outras arquiteturas.