システム系のトップ学会の一つである、OSDI (USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation)の論文を2010年まで一通り眺めてみたので、その中で個人的に面白かった物をまとめてみる。 一通り眺めたといっても、全て読んだわけではないので、見逃してる論文もたぶんある。あと、英語力低くて趣旨を取り違えてる論文もあると思うけど、寛大な心で見逃してもらえると有り難いです。 （こういう系の話、少し間違えると「おめーここ間違ってるじゃねーか！」ってマサカリが飛んでくる印象があって、あんまり書きたくないんですよね） 2018 LegoOS: A Disseminated, Distributed OS for Hardware Resource Disaggregation https://www.usenix.org/co
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
今年はXilinx Kintex UltraScale KCU105が新たに導入され、4年振りに歴代最速記録が塗り替えられました。毎年冗談で「じきにIntelを超えるのでは？」と言っていたのがいよいよ現実味を帯びてきました（？）
先に出たRyzen 7 1700Xと同じ傾向はありますが、こちらの方が周波数が高い分より良好なスコアを見せており、6項目でCore i7 6900Kを上回るスコアを出しています。最後のSintle-Threadedの項目ではRyzenはBoost機能が無効、対するCore i7はBoost機能有効で周波数が上がっているという不利な状態ながら、周波数で上回るCore i7 6800Kよりも優れたスコアを出すという快挙を成し遂げています（“Zen”のIPCがBroadwellに並ぶ程度という前情報は間違ったものではなかったようだ）。 ◇Ryzenのベンチマークスコア 2 - Ryzen 5 1600Xのベンチマークスコア AMD Ryzen 5 1600X Benchmarked in Cinebench R15 – Single-Core Performance Analyzed Again
今年のCPU実験では、有志からなる我らがX班が、おそらくCPU実験史上初である自作CPUへのOS (xv6) 移植に成功しました。コア係とコンパイラ係の面々がそれぞれまとめ記事を書いていたので、OS係から見たOS移植のまとめも書こうかなと思います。こんなことしてましたってことが伝わればいいなと思います。 この記事を読む後輩やらなんやらがいたら、ぜひ僕らがやったようなことはさっさとクリアしちゃって、さらにさらに面白いことをする踏み台にしていってほしいですね。 どなたが読んでもある程度概要が伝わるよう、まずCPU実験とは何かということをさらっと書いた後、実際にxv6を移植するにあたってやったことをまとめたいと思います。 CPU実験とは CPU実験は僕の学科（理学部情報科学科）で3年冬に行われる、半年間にわたる学科名物演習です。 最初の週で4～5人程度の班に分けられた後、それぞれの班でオリジナル
Arduinoのスリープ機能のテストを行いました。狙いは現在取り組み中のアナログ気圧計の電池駆動です。 ArduinoというかATmega328Pにはいろんなスリープモードがありますが、やりたいのは一番消費電流が少なくなる、拡張スタンバイ（SLEEP_MODE_PWR_DOWN）。この状態から抜けるのには外部トリガしか使えないと思っていたら、ウォッチドッグタイマー（以下WDT）割り込みでも復帰できるようです。これって、CPUが自分で目覚し時計を掛けて寝ちゃうようなもので、何だか面白い動作です。 ネットで情報を集めるとWDTの使い方はいろいろヒットしますが、ほとんどは割り込みではなくリセットをかける方法。まあこれがWDTの本来の使い方なので当たり前ではあります。でも作ろうとしている気圧計では変数の値を保持している必要があるのでリセットするわけにはいきません。 とは言ってもWDTで割り込みを使
僕の学科では伝統的に3年の後期に半年かけてCPU実験というものをおこなう。 班で自作のアーキテクチャを設計・実装し、FPGA基板上でMinCaml(OCamlのサブセット)でかかれた課題用レイトレーシングプログラムが動けば単位がもらえるというものである。 レイトレ完動後には、その高速化にはげむもよし、余興としてゲームをつくるもよしで、自作CPU上で色々あそんだりする。 今年は有志で班を結成し、自作CPU上でxv6というOSを動かした。 僕はその班にCコンパイラ係として参加したので、そのことについてかく。 あと、OS移植班全体の成果についても触れる。 わりと長くなってしまったので、結局なにができたんだっていう人は、とりあえず先にこっちに飛んでほしい。 動機 期間は4ヶ月程度、配布されたFPGA基板のうえで動かしたいという制約のもとで移植するOSはxv6を選択した。 このOSはシンプルであるが
2015-03-22 CPU実験でコアつくってOS動かしたまとめ 東大IS名物のCPU実験が3/17に最終発表を迎えて無事終了しました。半年のCPU実験を始めるにあたって初めにお世話になったのが先輩たちのブログだったりするので、恩返しの意味で僕もここに記録を残して置きたいと思います。基本的に今後ISでCPU実験を行う人々に向けた記事なので関係ない人が読んでも面白くないかもしれません…(OBが酒の摘みにニヤニヤしながら眺めるのはアリかも)。 CPU実験復習 CPU実験といえば 情報科学科の専門課程に入って1年しか経ってないぺーぺーの学部3年生に 半年間でCPUとコンパイラをゼロから自作させて 最終発表会でその性能を競う という知る人ぞ知る超鬼畜演習です。CPU・コンパイラの「性能」はmin-rtという共通のレイトレーサープログラムを動かすことで計測します。FPUは自作することが要求されます。
コンピュータを理解するための最善の方法はゼロからコンピュータを作ることです。コンピュータの構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、コンパイラ、OSに大別できます。本書では、これらコンピュータの構成要素をひとつずつ組み立てます。具体的には、NANDという電子素子からスタートし、論理ゲート、加算器、CPUを設計します。そして、オペレーティングシステム、コンパイラ、バーチャルマシンなどを実装しコンピュータを完成させて、最後にその上でアプリケーション（テトリスなど）を動作させます。実行環境はJava（Mac、Windows、Linuxで動作）。 ● 本書のサポートサイト ● 本書で使用するツール「Nand2tetris Software Suite」 ● 「Nand2tetris Software Suite」のチュートリアル 目次 賞賛の声 訳者まえがき：NANDからテトリスへ まえがき イント
ドワンゴがニコ動の画像配信向けにFPGAエンジニアを募集したり、マイクロソフトはBingをFPGA実装したり、Baiduもディープラーニングの高速化にFPGAを導入したりと、なんだか世の中急にハードウェアくさくなってきた。IoTとは違う意味で。 金融分野ではすでにCPUでは遅すぎてFPGAによるナノ秒単位の株取引が行われているって記事を書いたのは2年前だけど、ここ数年はIntelのCPUのクロックもあまり上がらなくなってきたし、Fusion-ioやNetezzaといった大手御用達のハイエンド鬼速ストレージも、フタを開ければ中身はすでにFPGAに移行済み。IBMが最近出したData Engine for NoSQLという製品ではPOWER8プロセッサにFPGAを直付けしてRedisを高速化したり。いよいよデータセンターにも、先の見えないCPUに代わってFPGAやGPUを導入する波が押し寄せつ
2. 自己紹介 ▌名前: 海外 浩平 ▌所属： NEC OSS推進センター ▌好きなもの： コアの多いプロセッサ ▌嫌いなもの： コアの少ないプロセッサ ▌経歴: HPC OSS/Linux SAP GPU/PostgreSQL ▌Tw: @kkaigai ▌主な仕事 SELinux周り諸々 (2004~) •Lockless AVC、JFFS2 XATTRなど PostgreSQL周り諸々 (2008~) •SE-PostgreSQL、Security Barrier View、Writable FDWなど PG-Strom (2012~) DB Tech Showcase 2014 Tokyo; PG-Strom - GPGPU acceleration on PostgreSQL Page. 2 4. GPU (Graphic Processor Unit) の特
サターンのCPU なぜサターンには SH2 が採用されたのでしょう？ SH2 の開発については、ルネサスエレクトロニクス（当時は日立）に開発ストーリーがあります。このストーリーによれば、SH1 をセガに売り込みに行った際、すでに NEC の V810 に決まりかけていたようです。 それから何度かセールスに行きますが、最初は好感触だったのに徐々に感触が悪くなり、暖簾に腕押しの状態に。 一度は採用を諦め、最後にもう一度食い下がってみよう！ と強い決意で商談に行ったら「あぁ、いいですよ。決めましたから」という拍子抜けする一言で採用が決まった、とあります。 一体この間に何があったのか？ セガが決めたことですから、日立のストーリーからは読み取れません。 別の話題として、当時のセガはいくつかの雑誌で「各種 CPU の性能を比較した結果」SH1 を選び出し、これでも性能が足りないから「日立に改良を依頼し
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Corei7よりも速いCeleronがあるという微かに心の痛む話
