正常なCPUがたまに“こっそり”計算ミスする「Mercurial core」とは何か 米Googleが21年に研究報告
従来、CPUコアは製造時のテストをパスすれば信頼できると考えられてきた。しかし、半導体の微細化が進み、CPUの構造が複雑化するにつれ、製造時には検出できない潜在的な欠陥が増えていることが明らかになってきた。これらの欠陥は使用中に顕在化し、静かにデータ破壊を引き起こす可能性がある。 正常なCPUがまれに計算エラーを起こす。厄介なことに、このエラーは多くの場合“サイレント”であり、誤った計算結果が唯一の症状となる。そのためエラーが発生したことに気付くのが非常に難しい。エラーが検出されずに後続の計算に影響を与え、被害が拡大するケースもある。 研究者らはこの問題を「計算実行エラー」（Computational Execution Errors、CEE）と呼んでいる。調査によると、大規模サーバ群では数千台に数個の割合でCEEが発生しているとのこと。これは単なるランダムなハードウェアエラーの増加ではな
NaNのビットパターンを使ってWebAssemblyからCPUの命令セットを推測する
浮動小数点数にはIEEE 754という標準規格がありますが、規格の範囲内であっても僅かに実装による差異が認められています。その一つがNaNのビットパターンです。 WebAssemblyはNaNのビットパターンに関しては実装依存の結果を許容しており、Wasmランタイムは特に深い理由がなければホストCPUの浮動小数点命令をそのまま用いると考えられるため、結果として「WasmからNaNのビットパターンを観測することでホストのCPUの命令セットを推測する」ことができます。 ここでは、「x86(_64)」「RISC-V」「その他（Armなど）」の3択で判定することを目指します。 判定コード 判定するコードは以下です： #include <inttypes.h> #include <stdio.h> #include <string.h> float u32_to_f32(uint32_t x) {
「プログラマーのための CPU 入門 ― CPUは如何にしてソフトウェアを高速に実行するか」を読んだ - おしぼりの日常
年明けの暇な時間を利用して読んでみました。 書籍のリンク 技術書としての感想 良かった点 悪かった点 注意点 総評 技術書としての感想 良かった点 とにかく文章が分かりやすい 色々な用語の使い方に違和感がない 言葉にすると簡単ですが、本当に分かりやすかったです． 具体例が豊富 図が豊富 コード例が豊富 実験例が豊富 まず、「〇〇 な場合に命令の処理が詰まって遅くなります」といった説明の後に、「では、具体的にこういったケースを考えてみましょう」という具体例を持ってくる展開が多く、とても親切だと感じました．また、このような具体例の説明のときにほぼ必ず図が用いられています．特に全体を通して頻繁に出てくる命令流の図は非常に分かりやすかったです．また、コード例とそれを用いた実験も豊富でした．具体的には、キャシュの章では実際にキャッシュミスを意図的に起こすコード・キャッシュヒットを意図的に起こすコード
Intelが次世代CPU「Meteor Lake」の概要をチラ見せ 全モデルに「AIエンジン」を搭載
Intelは5月29日（米国太平洋夏時間）、開発コード名「Meteor Lake（メテオレイク）」のCPUに関する新情報を公開した。このCPUは、次世代の電力管理機能の他、刷新された「Intel Xe Graphics」や新しい「AIエンジン（VPU）」を搭載することでパフォーマンスの向上と省電力化を両立するという。正式な発表は「2023年後半」を予定している。 →2025年までに「1.8nm相当」に――Intelが半導体生産のロードマップを説明 Meteor Lakeの概要 Meteor Lakeは現行の第13世代Coreプロセッサ（開発コード名：Raptor Lake）の後継で、順当に行けば「第14世代Coreプロセッサ」となる予定のCPUだ。既報の主な特徴は以下の通りである。 「Intel 4（7nmプロセス）」を適用して生産される初めての製品 複数の「タイル（ダイ）」を組み合わせて
OpenAIリリースのWhisperをCPUだけで動かすために色々試した話 | DevelopersIO
皆さんこんにちは、クルトンです。 今回は、OpenAIがリリースしたWhisperをCPUだけで動かしてみました。 Google ColabなどでGPUを動かすときに上限制限が気になる人の参考になればと思い筆を取りました。 最終的にはローカルCPUで動かしているので、そこだけ見たいという方は「ローカルCPUでWhisperを動かす」からご覧ください。 キッカケ 社内で記事が出ており、そこから興味を持ったので動かそうとしました。 「まずは簡単に試したい」と考えたので、実際に動かそうとしたのはこちらの公式のチュートリアルです。 GPUを使って動かしてもよかったのですが、簡単にCPUで動かないかと考えて試そうとしました。 エラーと学習時間 Google ColabのチュートリアルをCPUで上から順番に実行していると、whisper.DecodingOptionsメソッドで次のようなエラーに遭遇す
156. 富岳から学ぶべきこととポスト富岳 (2022/4/20)
156. 富岳から学ぶべきこととポスト富岳 (2022/4/20) 年度も変わって、牧野の旧理研AICS、現R-CCS での「粒子系シミュレータ研究チーム」も10年の年限ということで解散になりました。富岳開発のFS2020プロジェクト自体は前年度、2020年度で終了しており、プロジェクトリーダーの石川さんは既に2020年度末に R-CCS を離れています。 AICS を R-CCS に名称・組織変更し、機構長/副機構長も全て入れ換えた理事長は昨年度末で交代となり、理事も大きく入れ替わったようで、名称変更はプラスだったのか？という気はします。名称・組織変更(及び各センターのトップの入れ換え)は前理事長が進めたもので、AICS だけでなく基本的に全センターが対象になりました。新理事長がこれから理研をどういう方向にもっていくのかは注目されます。 一方、ポスト富岳は今年度にフィージビリティスタディ
CPUとGPUのマルチスレッディングの違いについて - arutema47's blog
"Locality is efficiency, Efficiency is power, Power is performance, Performance is King", Bill Dally マルチスレッディングとは？ CPUとGPUのマルチスレッディングの違いをブログにまとめていたけど例によって誰も興味なさそう— arutema47 (@arutema47) 2021年8月16日 つぶやいたら読みたい方が多そうだったので完成させました。 マルチスレッディングとはメモリ遅延を隠蔽しスループットを上げるハードウェアのテクニックです。 ただCPUとGPUで使われ方がかなり異なるため、その違いについて考えてみる記事です。 （SIMDについて並列プログラミングの観点から触れるべきでしたが、時間無いマルチスレッディングに注目するため初版では省きました。） 本記事について 本記事はCPUとG
BIOS、更新してますか？
BIOS、更新してますか？2020.07.03 22:0071,568 David Nield - Gizmodo US ［原文］ （ 松浦悦子/Word Connection JAPAN ） えっ、｢ばいおす｣ってなんですか？ そう思う人もいるかもしれませんが、ざっくり言うとPC（Windows機）の基本中の基本となるソフトウェアのことです。米GizmodoのDavid Nieldが基本的なところから解説してくれています。その性質上、実際に試される際は自己責任でお願いいたします。 BIOSとはBIOS（Basic Input/Output System）はコンピューターに搭載されている最も基本的なソフトウェア。コンピューターの電源を入れると最初に起動し、システムの構成要素（コンポーネント）がすべて動作しているか、正しい場所にあるかをチェックし、メインのOSをロードします。PCのスムーズな
MKL-DNNで学ぶIntel CPUの最適化手法 - Cybozu Inside Out | サイボウズエンジニアのブログ
初めに サイボウズ・ラボの光成です。 DNN（deep neural network : 深層学習）といえばGPUや専用プロセッサを使うのが主流です。 しかしIntelはCPUで高速にDNNをするためのライブラリ MKL-DNN を提供しています。 MKL-DNNはIntelの最新CPUに対応したオープンソースソフトウェアなのでコードを見ると勉強になります。 ここではMKL-DNNで使われているテクニックをいくつか紹介します。 概要 MKL-DNNの紹介 Xbyakの紹介 呼び出し規約 圧縮displacement ReLU exp 内積 vpdpbusd キャッシュコントロール 想定読者 C++11とx64 CPUのアセンブリ言語の知識をある程度仮定します。 機械学習についてはその知識がなくても最適化手法が理解できるよう、最小限の説明をします。 MKL-DNNの特長 まずMKL-DNNの
FMA (Fused Multiply-Add) について色んな観点でまとめてみた - 小清水さんとコンピューター数学
小清水 (@curekoshimizu) です。 本日は FMA についてお話したいと思います。 FMA とは？ FMA とは Fused Multiply-Add ことで の演算のことです。 ここで は の丸めを表しました。 本当にただこれだけの内容なのですが、 今回の記事は、この FMA について熱く書いてみたいと思います。 FMA について書くモチベーションなのですが、 本ブログは 精度に関する話題 を多く取り上げてきました。 その中で FMA と関係する話題が非常に多く登場し、 これからも登場予定 です。 そのたびに、 FMA について補足すべきことが多く、 ここでまとめておこうと思い立ちました。 例えばこの記事で FMA 命令と丸め誤差の話がすでに登場しています： math-koshimizu.hatenablog.jp この記事を読むと 1. FMA の凄さがわかる 精度や高速
「Windows 10 19H1」、「Spectre Variant 2」対策にグーグルの「Retpoline」を採用へ - CNET Japan
Microsoftが「Spectre Variant 2」への対処にGoogleによる緩和策である「Retpoline」を取り入れ、「Windows 10」の次期大型アップデート「Windows 10 19H1」で実装するという。Spectre Variant 2は投機的実行機能を悪用したサイドチャネル攻撃を可能にする脆弱性だ。 「Meltdown」および「Spectre」のようなCPUの脆弱性は、攻撃者による悪用とは別に、その緩和策によってパフォーマンスに深刻な影響（5～30％の低下）が及ぶことが懸念されてきた。 こうした懸念が最も大きく出てくるのはSpectre Variant 2（CVE-2017-5715「ブランチターゲットインジェクション」脆弱性）に対するIntelのマイクロコードレベルでの緩和策だ。 Intelの緩和策では、ハードウェアによる投機的実行の方法が直接的に変更される
本当にわかる Spectre と Meltdown
1. 本当にわかる Spectre と Meltdown 川田裕貴 @hktechno 1 セキュリティ・キャンプ全国大会2018 講義資料 URL: https://goo.gl/uTwX2c 2. 自己紹介 @hktechno 川田 裕貴 (かわた ひろたか) ● LINE 株式会社 開発1センター LINE 開発1室 ○ メッセンジャープラットフォームの開発 ○ 主に、スタンプ・絵文字・着せかえ、たまに IoT ● 自作 CPU 開発にハマっていた ○ アウト・オブ・オーダー実行できる自作 CPU ○ 主にコンパイラを作っていた ○ http://open-arch.org/ ○ http://amzn.asia/gtThKbh 2 3. 経歴？ 2008年 セキュリティ・プログラミングキャンプ参加 2009, 2010, 2012 チューター, 2015 講師 2009年 筑波大学
Linuxカーネルを読む前にやったこと - komukomo’s diary
「カーネルのコードがよくわからない。Linuxカーネルに関する本を読んでもいまいちしっくりこない。」 から、「読めば理解できそう..!」 になるまでにやったことのまとめ。 はじめに 低レイヤの話がわかるようになりたかった。 カーネルの中身が知りたかった。 とりあえず本を読もうと思い詳解 Linuxカーネル 第3版を読んだが知識がなさ過ぎてよくわからない。 知らない用語だらけで都度調べればなんとなくはわかる気もするが、いまいち頭に入ってこない。 今思うとそもそもCPUの話なのかカーネルの話なのかさえよくわからない状態で読んでいたような気がする。 そんな状態を克服するためにやったことをまとめておく。 学習前 学習前の自分の知識はこんな感じだった。 知っていた データ構造とアルゴリズム 論理回路 C言語（研究室で数値計算に使える程度。構造体やポインタくらいならわかる。） よく知らなかった OSが
Meltdown, Spectre で学ぶ高性能コンピュータアーキテクチャ - FPGA開発日記
巷ではIntel, AMD, ARMを巻き込んだCPUのバグ "Meltdown", "Spectre" が話題です。 これらの問題、内容を読み進めていくと、コンピュータアーキテクチャにおける重要な要素を多く含んでいることが分かって来ました。 つまり、このCPUのセキュリティ問題を読み解いていくと現代のマイクロプロセッサが持つ、性能向上のためのあくなき機能追加の一端が見えてくるのではないかと思い、Google, Intelの文献を読み解いてみることにしました。 が、私はセキュリティの専門家ではありませんし、過去にデスクトップPC向けのような大規模なCPU設計に参加したこともありません。 あくまでコンピュータアーキテクチャに比較的近い場所にいる人間として、この問題の本質はどこにあるのか、可能な限り読み解いていき、現代のマイクロプロセッサが持つ高性能かつ高機能な内部実装について解き明かしていき
Intel CPUのMeltdownパッチが一部導入されたmacOS High Sierraの比較ベンチマーク。
macOS 10.13.1とMeltdownパッチが一部確認されたmacOS 10.13.2を搭載したMac mini (Mid 2010)の比較ベンチマークです。詳細は以下から。 GoogleのProject Zeroチームは現地時間2018年01月03日、 IntelやAMD, ARMなどのプロセッサを利用したデバイスでシステムメモリ上からパスワードや暗号鍵などを読み取ることが出来る脆弱性「Meltdown」および「Spectre」があることを確認し、完全な情報公開(2018年1月9日)前に一部の情報を公開しましたが、 For example, an unauthorized party may read sensitive information in the system’s memory such as passwords, encryption keys, or sensiti
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投機実行の脆弱性修正、Haswell世代以前では性能への影響大 ～I/O集中型アプリケーションを利用するサーバーは慎重な選択を。AMDはほぼ影響受けず
