意味の違いがわかる？ タスクとプロセスとスレッド (1/4)
「マルチタスク」という言葉を目にしたことのない人は、ASCII.jp読者にはまずいないだろう。また、最近ではあまり聞かないが、「タスク」と似たような用語に「ジョブ」がある。そのため、かつては「マルチジョブ」といった表現がされていたこともある。さらに似たような用語として「プロセス」もあり、やはり「マルチプロセス」という用語がある。また、マルチタスクと同じ意味で使われる言葉に、「マルチプログラミング」というものもある。 いずれも意味としては、「複数のアプリケーションを同時に実行できること」を示しているが、どうしてこんなに複数の用語があるのだろう？ 理由のひとつは、かつてコンピューターメーカーがOSを作ってたときに、それぞれのメーカーで異なる用語を使っていたことにある。あるメーカーは、アプリケーションを実行することを「タスクを起動」と言い、別のメーカーでは「ジョブを起動」と呼んだわけだ。 今回は
SoC技術論 プロセッサー製作のライセンス料とロイヤリティー (1/3)
今回はもう少し初心に戻って、実際にSoCを作ると決めた場合の手順を説明したい。どんなSoCにするかは千差万別であるが、読者の方にもなじみがあるであろう、スマートフォン/タブレット向けのSoCを考えてみよう。 まずはコアの選択 OSはAndroid 4.xを載せたい まずアーキテクチャーをどれにするかは、どんなOSを載せるかでおおむね決まる。一般的に通用する製品ということであればAndroid 4.xを載せたいところ。そうなるとまずコアになるCPUのアーキテクチャーはARMかMIPS、x86のいずれかになるだろう。ARMは後述するとして、まずはMIPSとx86を考えてみよう。 小型で低消費電力 MIPS MIPSは、最近Imagination Technologiesに買収され、同社の一部門になってしまったが、引き続き「MIPS32」やAptivファミリー、それに最新のものとしてWarrio
SoC技術論 ICをカスタマイズするメリットとリスク (1/3)
汎用品と専用品 IC(集積回路)は、大別して汎用品と専用品がある。汎用品というのは非常に基本的な回路のみを集積したもので、代表例の1つにTTL ICと呼ばれるものがある。 これはTI(Texas Instruments)が1962年に出荷を開始した7400シリーズを指すもので、NOPやAND/OR、NAND/NORといったロジック回路の根幹部品や、これらを組み合わせたラッチやらデコーダーを14ピンのDIP(Dual Inline Package)という形態で提供したもので、70年代に電子工作をするときには欠かせなかったパーツである。筆者もこれでエレキーなどを作った覚えがある。 あるいは有名なところでタイマーICのNE555や、アナログのオペアンプであるLM301Aは、50代の方にはとても懐かしいものだろう。 作り方はともかくとして、汎用的に使われているという意味ではCPUも汎用品の一例であ
SoC技術論 IC製造の流れ、こうしてプロセッサーはできあがる (1/3)
数回にわたってSoCの根本的なことを説明していくSoC技術論。今回はさらに根源に戻って、LSIを作る手順をおさらいしよう。 上図はものすごくラフにLSIの作り方を説明したものである。これはCPUのような単機能（というのも変だが）だろうが、SoCだろうが変わらない。一番最初に来るのが論理設計である。 例えばCPUであれば、「どんなアーキテクチャーにするか」「どんなパイプライン構成にするか」から始まって、具体的なパイプラインステージの内部構成や、それを取り巻く回路をすべて設計するのがこのステージである。 論理設計は極端に設計期間にばらつきがある。例えばまったく新しいCPUを作り出した場合、CPUならばPentium、Pentium Pro、Atom、Pentium 4、K7、Bulldozer、Bobcatなどは数年のオーダーで期間がかかる。 SandyBridgeからIvyBridgeへ、B
インテルまで巻き込んだ石狩データセンターの実験の成果 (1/2)
インテル主催の石狩データセンターの最新レポート第2弾は、「最新技術の実験場」としてのデータセンターの役割について見ていく。インテル参加の分散ストレージ、開所以来取り組んできた直流給電、注目度の高い超伝導送電までじっくり解説する。 1ビットを一番安価に保存できる分散ストレージサービス 2年前、担当は石狩データセンターの開所時に書いた記事のまとめに、「最新技術の実験場『石狩データセンター』のすべて」というタイトルを付けた。今回、2年ぶりに石狩データセンターを訪れ、中身を見学させてもらったが、改めてこのタイトルは間違ってなかったなあと思う。石狩データセンターは単にIT機器を集積したラックの塊ではなく、最新技術を徹底的に検証し、ソリューションとして仕立てるための「イノベーションの苗床」なのだ。 今回披露されたのが、インテルとさくらインターネットとの共同研究で実現した分散ストレージシステムだ。これは
“シリコンバレーの技術者集団”ではトレジャーデータを見誤る (1/5)
シリコンバレーの日本人ベンチャーとして注目度の高いトレジャーデータのCTOである太田一樹氏とのインタビューが実現した。CEO芳川裕誠氏の家のベランダと熱海の温泉で始まった会社の起業物語やサービスのポイントなどを聞いた1時間のインタビューをほぼ加工なしで掲載する。 Hadoopのポテンシャルを感じ始めたときに声をかけてもらった TECH.ASCII.jp 大谷（以下、TECH 大谷）：太田さんというと、Hadoopの人というイメージがありますが、そもそものバックグラウンドを教えてください。 トレジャーデータ 太田氏（以下、TD 太田）：はい。もともと私のバックグラウンドはHPC（High Performance Computing）のエリアで、19歳くらいからあまり学校にも行かず（笑）、プリファードインフラストラクチャという会社のCTOをやらせていただきました。あと、米オレゴンの国立研究所で
さくら田中社長が考えたポスト石狩の「予想外」と「未来」 (1/3)
2011年11月の石狩データセンター竣工以降、さくらインターネットは次々と新サービス・新技術を導入してきた。同社の田中邦裕社長に2012年に感じたポスト石狩の動向や注目の最新技術、そしてエネルギーとITを統合する新しいデータセンター戦略について聞いてきた。 コロケーションに注目が集まったのは“誤算” 東京から遠く離れた北海道石狩市での建設、外気冷却やHVDCの導入による省エネ化、コスト削減によるサービスの低廉化など、さまざまな新機軸を打ち出した石狩データセンターの竣工から1年が経った。開始以降すぐに物理サーバーと仮想サーバーのいいとこどりを目指した専用サーバをリニューアル。また、4月には現地に行かずに機材設置などを依頼できる「リモートハウジング」の提供を開始した。 こうした2012年の石狩データセンターの動向について、さくらインターネット 代表取締役社長の田中邦裕氏は、「クラウドやホスティ
CPU黒歴史 大損失と貴重な教訓を生んだPentiumのバグ (1/3)
今回のCPU黒歴史のネタは、安藤壽茂先生にも指摘された(関連リンク)「バグ付きPentium」の話である。何分18年前という古い話なので、ご存知ない方も多かろうと思う。そのため、まずは歴史的な経緯から説明したい。 NetNewsから火が付き あっという間に広がったFDIVバグの話題 18年前の1994年10月、米バージニア州リンチバーグ大学のThomas R.Nicely教授が、インテルに対して「Pentiumで非常に小さな値で割り算を行なうと、結果がおかしくなる」というレポートを送ったことに端を発する。インテルはこのエラーが起きたことは認めたものの、「そんな話はこれまでレポートされたことがない」と返答した。 そこで教授は、自身の送った内容とインテルからの返答を添えて、この問題が他のプロセッサー(486や他のPentium、あるいはPentium互換プロセッサー)でも発生するかどうか試して
インテルの8シリーズチップセットとSATA Expressの行方 (1/3)
2012年6月、ビジネス向けとなる「Intel Q77」チップセットと、このサブセットである「Intel Q75」チップセットの2つが発売された。 Q77はCPU側のPCI Expressレーンのサポートが「x16」のみ(x8＋x8のデュアルGPUはサポートしない)とされた一方で、PCIバスが追加されている。実のところ、先に登場した「Intel Z77」にもPCIは搭載されており、それが無効化されていたというのが正確だ。Q77はこれを有効にしたわけだ。 またセキュリティー機能の「vPro」や、セキュリティーや運用管理を支援する機能「Intel Small Business Advantage」なども有効になっているが、これもQ77で新たに追加されたわけでなく、すでにZ77に搭載されていたものの無効化されて機能を、有効化したにすぎない。 Q77/75の機能は、一般コンシューマーにはほとんど無
ARMの新コアCortex-A57/A53と別の道を進むAPM＆NVIDIA (1/3)
ARMは去る10月30日～11月1日(現地時間)に、米国サンタクララで「ARM TechCon 2012」という開発者向けイベントを開催。ARMの新しい64bitコアである「ARM Cortex-A57/A53」コアを発表した。 このCortex-A57/A53のライセンシーには、AMDが名を連ねている。それもあってか、AMDは10月29日(同上)に記者説明会を開催し、Cortex-A57/A53を採用した製品を、2014年に投入することを発表した。こうした理由により、急激に注目の高まったARMの新64bitコアについて今回は解説する。 最新版アーキテクチャーARM v8は 2011年10月に完成 ARMプロセッサーについては、ほぼ2年前の連載82回と83回で解説している。当時はまだ、現在最新の「Cortex-A15」コアが発表されたばかりで、「Cortex-A7」はまだ未発表だった。 A
インテルCPU進化論 パイプラインで見るAtomの利点と限界 (1/3)
パイプラインからインテルCPUの進化を読み解くこのシリーズ、最後はインテルの「Atom」プロセッサーで締めくくりとしたい。 省電力でそこそのパフォーマンス ワンチップ化も見据えてAtomを開発 Atomは2007年頃から、「Silverthorne」のコード名で知られていたプロセッサである。正確な開発開始の時期は明らかにされていないが、Atomの内部構造はインテルのほかのプロセッサーとまったく異なっている。「Pentium 4」の「Netburst Architecture」と同様にフルスクラッチから開発されたと思われるので、開発開始は恐らく、2002～2003年あたりと推測される。 そのAtomだが、基本的なターゲットは「数WのTDPで動作する高効率なx86をいかに作るか」であった。完成の暁には、幅広いモバイル分野や組み込み向けなど、これまでインテルのx86プロセッサーでは消費電力、実装
巨人AT&Tをも動かしたAPI「Twilio」の衝撃
「Twilio」（トゥイリオ）という企業（あるいはサービス）をご存知だろうか？ 500 Startupsや Union Square Venturesなどの投資家から3400万ドルの資金を集め、サンフランシスコでいまもっとも注目されているスタートアップ企業の1つだ。 Twilioが手がけるのは、VoIP（Voice over Internet Protocol）の機能をWeb APIとして開発者向けに提供するクラウドサービス。Twilioのサービスに登録した開発者はREST方式のAPIを呼び出すことで、一般の固定電話や携帯電話に発信したり、かかってきた電話を着信したりできる。TwilioはAPIの利用料を開発者から徴収するビジネスモデルだ。 と、ここまでの説明だけではTwilioがなぜそこまで注目されているのか、分かりづらいかもしれない。正直なところ、この記事を書いている私も当初「おもしろ
SIMD演算対応でWindows 8アプリの処理速度があがる？ (1/2)
現在のほとんどのCPUには、「SIMD演算」(Single Instruction Multiple Data)機能があり、複数のデータに対して同時に演算できる。SIMDでは、3次元の座標(X、Y、Z)を同時に演算したり、同じ演算を繰り返すことが多いメディア処理などに利用されている。 今回はWindows 8で導入される、新しいSIMD演算の使い方について解説しよう。 CPUによるSIMDの違いを 「DirectXMath」で吸収 WindowsでのSIMD演算のサポートには、大きく2段階ある。ひとつはOSがCPUを判別して、SIMD用レジスタの管理や命令の違いなどを把握する最低限の対応だ。もうひとつは、Windowsが提供するAPIやライブラリ内部で、SIMD演算を使う方法である。改良されたCPUアーキテクチャーが登場すると、大抵の場合SIMD演算機構が強化されるものだが、その違いをOS
Haswellで導入された新機能「TSX」とは？ IDF 2012より (1/4)
第4世代Coreプロセッサーとなる「Haswell」では、新規搭載された機能に「Transactional Synchronization Extensions」(TSX)がある。これは以前よりインテルが「トランザクションメモリー」と呼んで、研究成果を発表していた技術だ。IDF 2012で公開された情報を元に、TSXの仕組みについて解説しよう。 マルチコア環境で生じる問題のひとつ メモリーの書き換え Haswellで実装されたTSXには、「メモリーロック処理を高速化する機能」と「トランザクション機能を実現する機能」の2つがある。この2つは目的は違うものの、基本的な動作の機構は同じ。複数のスレッドを並行して実行しているときに、メモリーの書き込みにより他のスレッドの処理が無効になったことを検出すると、他のスレッドを最初からやり直しさせる。 マルチコアCPU環境では、複数のスレッドが同時に動作す
Winnyの金子氏が夢見る次世代高速ネットの世界 (1/5)
2011年、8年をかけた「Winny」裁判が終わった。渦中にいたのは「2ちゃんねる」では「47氏」と呼ばれていた金子勇氏だ。裁判後のインタビュー（関連記事）では、編集部の「これからどうしていきたいか？」という質問に「決めてないです」と答えていた金子氏であるが、着実に次のステップに進み始めている。 6月12日、Skeed社とデータホテルが業務提携して「CLOUD CONNECT」というデータセンター間を高速接続するサービスを展開すると発表（関連記事）したが、金子氏は現在、このSkeed社の社外取締役となっており、新たなプロダクトの開発に専念している。今回のインタビューでは、この金子氏とともに代表取締役社長である明石昌也氏も同席を願い、Winny事件をきっかけにできあがったというSkeed社や、事件の思い出、そして彼らが現在広めようとしている高速データ転送技術について尋ねてみたい。 Winny
ARMの組み込み向けで普及するCortex-Mと苦戦するCortex-R (1/4)
今回も引き続き、今をときめくARMプロセッサーの最新事情を解説する。前回はスマートフォンやタブレットに使われる「Cortex-A」コアについて説明したので、今回は「Cortex-R」コアと「Cortex-M」コアについての説明しよう。まずはMCU向けとなるCortex-Mからだ。 MPUとMCUの違いとは？ 少々長い前置きになるが、まずは「そもそもMCUとは何ぞや？」という話から始めたい。MCU(Micro Controller Unit)とMPU(Micro Processor Unit)の決定的な違いは何かと論じる場合、少なくとも「CPUコアそのもののが決定的に違う」という話には、あまりならない。例えば、CPU黒歴史でとりあげた「Am29000」は、MPUとMCUが基本的に同じコアから派生している。 では何が違うのかと言えば、CPUの周囲である。MPUの場合、コアにはキャッシュとメモリ
スマホを制してWindows 8にも ARMプロセッサーの最新事情 (1/4)
急激に普及拡大するARMプロセッサー 2010年末～2011年にかけての連載82回から85回で、ARMプロセッサーコアとそれを採用するSoCについて解説した。それから1年半ほど経過した現在では、市場にARMベースのSoCを搭載したスマートフォンやタブレットがさらに多く出回るようになった。そのうえマイクロソフトまでが、「Windows RT」という名でほぼフル機能のWindowsをリリースするといった状況にあり、以前に比べるとARMプロセッサーは、はるかに身近な存在となっている。 一方ARMの側から見ると、今はどのような状況なのだろうか。ARMは2005年に初めて「Cortex-A8」を発表してから、実際に採用した製品が登場するまで、4年ほどを要していた。明確に普及したと言える状況になったのは、2010年に入ったあたりだ。つまり、コアの発表から製品の普及まで、従来は5年を要していた。 ところ
「MRAM」NANDフラッシュを置き換える？新不揮発メモリー (1/2)
バッファローメモリが発表した、MRAMをキャッシュに使用したSSDの試作機。右下に見えるMRAMが今回の主役である。不揮発で高速なので、NANDフラッシュの代わりに使えばさらにパワーアップできるが、現在の容量と価格ではバッファメモリーに使うので精一杯 先月、組み込み機器開発の総合展示会「第15回組込みシステム開発技術展」にて、バッファローメモリ※1がSSDのバッファメモリーとして、「MRAM」(Magnetoresistive Random Access Memory)を使った製品を披露して話題を呼んだ。 ※1 メルコグループにて産業用組み込みメモリー・ストレージ製品を担当する企業。 MRAMこと「磁気抵抗メモリー」は、次世代のメモリーとして期待されている方式のひとつで、磁気記録の不揮発メモリーだ。今回のキーワード解説は、このMRAMについて説明する。 現在のSSDはNANDフラッシュメモ
x86 CPUの進化を拡張命令のロードマップでひもとく (1/4)
今回からは趣向を変えて、x86の拡張命令の変遷を、ロードマップでひもといてみよう。「CPU、GPUと来たら、次はチップセットじゃないの？」と言われそうだが、担当編集が失念していたようだ。というわけでチップセットは今後のテーマとしたい。 そもそも拡張命令とはなんぞや？ 拡張命令の話を始めると、実は長い。そもそも「拡張」を議論するには、「元になるのは何か」をきちんと決めないといけない。一般にx86命令というとき、それは「80386」の命令を指していると思われがちだが、これはあまり正しくない。結果から言えば、「Pentium Pro」から始まるP6アーキテクチャーの命令が、事実上の標準になっている。 命令セットを見てみると、以下のような命令が80386の命令に追加される形でx86命令として定義されており、これを拡張命令とみなすかどうかで、話がちょっと変わってくる。 80486で追加 BSWAP・
NVIDIAが技術説明会、「Battlefield 3」はなぜ高画質なのか？ (1/2)
10月28日、NVIDIAがゲームの高画質化技術についての技術説明会を開催した。DirectX11対応の「Crysis2」と「Battlefield 3」を題材に、どのような技術が採用され、画質を向上させているかを解説した。 「Crysis2」で進化したグラフィックス 「Crysis2」で採用されたエンジン「CryEngine3」で、ゲームのグラフィックスは大きく進化した。まずは、その「Crysis2」でどのような進化を遂げたのかをおさらいし、次の項目でさらなる進化を遂げた「Battlefield 3」の高画質化のメカニズムを紹介していこう。 立体を構成する面を細分化して凹凸を加えるTessellation＋Displacement Mapping。左が適用前、右が適用後。鼻や王冠の立体感が増しているのがわかる
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