タグ別アーカイブ: CPU

頭脳放談:第188回 IoTが組み込み向けOSの再編を促すか? – @IT

また処理する対象もいろいろだ。エンジンやモーターのように物理的な対象を扱うものは、物理現象に「待ってくれ」といって待たせるわけにはいかないから、時間的な制約条件が厳しい。そのためにRTOS(リアルタイムオペレーティングシステム)とひとくくりで呼ばれるものの、その実態は多種多様、各社各様のOSが組み込み分野で使われている。Windowsなどと大きく違うのは、それらはさらにターゲットに合わせて細かくカスタマイズ(コンフィギュレーションと呼ばれることが多いが)されて、同じOSといってもほとんど別物というくらい個別のハードウェアに適合させてあることだ。

システムの設計者がどのような組み込みOSを採用するかというと、これまた考え方によって判断が分かれるところでもある。その昔はCPUベンダーが組み込みOSまで面倒をみていたケースが多く、CPUを採用するとOSの選択もおのずから決まってしまうということがあった。

引用元: 頭脳放談:第188回 IoTが組み込み向けOSの再編を促すか? – @IT.

頭脳放談:第188回 IoTが組み込み向けOSの再編を促すか? – @IT

今でも特定のCPUには特定のOSしかないという場合がないわけではない。だが、このごろはOS専業のサードベンダーやオープンソースのOSもいろいろ存在するから、その選択肢は増えている。設計者はOSのフットプリント(必要とされるメモリ量に相当する)や、リアルタイム性、そして通信などの諸機能のサポートを勘案してOSを選択することになる。ふた昔くらい前は、ネットワークに接続するためのプロトコルスタックなどのサポートの充実が差別化要因だった。だが、現状ではほぼ全てのOSが何らかの形で取り込んでいるから、単にプロトコルスタックなどのサポートの有無というだけならあまり決め手にはならないようにも思われる。

ここで結構ポイントになるのがOS上の資産やノウハウである。一度組み込みOSを決めて開発をすると、そのOS上の「資産=ソフトウェア」が出来上がる。物理的な現物に近いところにあるソフトウェアほど、時間をかけて実験し、チューニングやデバッグをして完成させたものになる。苦労して構築した資産なので、似たような装置を作り続けるならば同じOSを使って資産を活用できた方が素早く開発できるに決まっている。

何か要素を変えてトラブルでも出ようものなら大変だから、OSを入れ替えるハードルは高い。頻繁に組み込みOSを乗り換えるようなことはまず行われない。しかし、Windowsのように一般消費者が過去のソフトウェア資産を持っていて互換性が問われるというほどの巨大な慣性はない。何か大きく変えねばならないきっかけさえあれば、組み込みOSを乗り換えることもあり得る。今やIoTが、その「きっかけ」として登場し、組み込みOS業界も再編を迫られているのではないだろうか。

引用元: 頭脳放談:第188回 IoTが組み込み向けOSの再編を促すか? – @IT.

Timestamp-Counter Scaling for Virtualization White Paper – 教育は参考資料

CPU は温度の高低などによって周波数を上げたり下げたりするが、Intel の x86 CPU の Timestamp-Counter(TSC) は暫く前から CPU の実周波数とは独立して常に一定の時間でサイクルを刻む Constant TSC になっている。さらに CPU が深いスリープ状態になった場合にも TSC は止めずに動く Invariant TSC だ。

さらに仮想マシン用の機能としてゲストが TSC を読む RDTSC 命令を読んだ場合、ホスト側の CPU のリアル TSC に対して仮想マシンごとに設定されたオフセット値を足した値を返す TSC offset 機能が実装されている。RDTSC 命令は頻出実行命令だが、TSC offsetting があれば性能を落とさずに、かつ仮想マシン毎に矛盾のない値を返すことができる。ただ異なるホスト間のマイグレーションを行う場合、サーバーに装着された CPU の世代や周波数が異なっているかもしれない。CPU 周波数が高い CPU と低い CPU では TSC の刻みが異なるため、TSC offsetting だけではこの差を吸収できない。

今回、提示された機能はゲストが RDTSC 命令を使った場合にリアル TSC に係数をかけた値を返す TSC multiplier という機能だ。TSC offsetting と TSC multiplier を組み合わせることで、仮想マシンに設定された仮想 CPU 周波数どおりの進み方をする TSC を、異なる性能サーバー間をマイグレーションする環境下でも手に入れることができるようだ。

ただ現在のところ詳細は記述されていない。

引用元: Timestamp-Counter Scaling for Virtualization White Paper – 教育は参考資料.

さくらインターネット、HTTP 503エラーを回避する無料機能「リソースブースト」、突発なアクセス集中に対応 -INTERNET Watch

さくらインターネット株式会社は22日、レンタルサーバーサービスのトラフィック制限値を一時的に緩和する無料機能「リソースブースト」を提供開始した。

「リソースブースト」は、コントロールパネルからワンクリックで有効にできる

突発的なアクセスの集中などに対し、通常の数倍のアクセス処理能力に拡張できる。リソースブーストの設定は、コントロールパネルからワンクリックで有効にできる。有効期間は、開始ボタンを押した2日後の24時までで、次回使用可能になるのは14日後。

また、コントロールパネルからリソース状況を表示するリソースグラフを提供。CPU使用時間、転送量、PV数、ユニークユーザー数、HTTP 503エラー発生回数、HTTP 503エラーが発生したユーザー数を確認できる。

引用元: さくらインターネット、HTTP 503エラーを回避する無料機能「リソースブースト」、突発なアクセス集中に対応 -INTERNET Watch.

Chrome で高速にページを読み込む新しい技術のご紹介 – Google Developer Japan Blog

スクリプト ストリーミングは JavaScript ファイルのパースを最適化します。以前のバージョンの Chrome では、パースを開始する前にスクリプトをすべてダウンロードする単純な手法を使っていましたが、このアプローチではダウンロードが終了するまで CPU を活用できていませんでした。Chrome バージョン 41 からは、async と deferred のスクリプトについて、ダウンロードが開始されると同時に別のスレッドでパースが実行されるようになります。つまり、ダウンロードの完了とほぼ同時にパースも完了することになり、ページの読み込みが 10 % ほど迅速に行われることになります。これは特に大がかりなスクリプトやネットワークが遅い状況において効果的です。

引用元: Chrome で高速にページを読み込む新しい技術のご紹介 – Google Developer Japan Blog.

CPUに適度に間違わせることで節電する技術 – PC Watch

一般に、トランジスタはプロセスルールが縮小すると信頼性が下がる。電圧を上げると、信頼性は上がるが、同時に消費電力も上がってしまう。現在のプロセッサは、消費電力の壁に当たっており、いかにして効率を上げるかが求められている。 そういった事情の中、近年議論されているのが、“概算的演算”を行なうコンピュータシステムだ。例えば、映像や画像処理において、1ピクセル色が本来と違うといった、若干の出力エラーがあっても、おおよそ合っていれば、ユーザーはそれを許容できる場合がある。これを逆手に取り、CPUやメモリなどのチップの一部の電圧を下げ、その部分で明示的に演算をさせることで、演算の正確さや信頼性をある程度犠牲にしつつも、消費電力を減らすというのが、概算的なコンピュータシステムのコンセプトだ。 このシステムで問題になるのが、いかにして許容できる範囲での“非信頼性”を得るかという点だ。今回MITが考案した「Chisel」というシステムでは、コードのどの部分にエラーを許容させるかをプログラマーが指定すると、どの命令を信頼できないハードウェアに割り当てるかを自動的に決定できる。応用範囲は、画像処理、金融分析アルゴリズムなど限定的ではあるが、消費電力%9

引用元: CPUに適度に間違わせることで節電する技術 – PC Watch.

ストレージI/O高速化への取り組み:Linux BLK-MQ/SCSI-MQ – Interconnect Your Future – InfiniBand and RoCE

Linux Kernel 3.13で実装されたマルチキューブロックレイヤにより、複数のハードウェアキューがサポートされ、複数のCPUコアにI/Oが分散されるようになり、より良いSSD性能とレイテンシー削減が実現された。Linux Kernel 3.16では、「BLK-MQ」コードが完成され、優れた性能が期待される。

引用元: ストレージI/O高速化への取り組み:Linux BLK-MQ/SCSI-MQ – Interconnect Your Future – InfiniBand and RoCE.

ストレージI/O高速化への取り組み:Linux BLK-MQ/SCSI-MQ – Interconnect Your Future – InfiniBand and RoCE

複数のCPUコアと複数のハードウェアキューを活用する新しいコードの期待性能に関しては、「BLK-MQの活用は、全てのワークロード下でCPU使用率を劇的に減少させ、従来のコードでCPU使用率100%であったものを20%以下にし、ストレージサブシステムの512バイトのリード及びライト性能を最大化し、100万IOPS(1M IOPS)を容易に実現させる」

引用元: ストレージI/O高速化への取り組み:Linux BLK-MQ/SCSI-MQ – Interconnect Your Future – InfiniBand and RoCE.

Solaris 10 Feature Spotlight: Solaris ゾーン

Solaris ゾーン機能は、FreeBSD Jails と同じ基本概念に基づいています。 FreeBSD Jails と Solaris ゾーンのどちらでも、実行環境のそれぞれのビューはお互いに完全に隔離され、ある環境にあるプロセスは別の環境にあるプロセスにシグナルを送出できず、そのプロセスを参照することさえできません。 Jails とゾーンでは、1 つのインスタンスのオペレーティングシステムだけが共有されるため、CPU が 1 つしかないマシンでも、複数の実行環境が共存できます。

ゾーンには、グローバルゾーンと非グローバルゾーンの 2 種類があります。 Solaris ゾーン機能が有効になっているマシンには、1 つのグローバルゾーンと最大で 8191 の非グローバルゾーンがあります。 1 台のマシンで使用できる最大ゾーン数は、そのマシンのハードウェアリソースによって決まります。 それぞれのゾーンには、起動時に ID が割り当てられます。 グローバルゾーンの I D は常に 0 になり、起動可能な Solaris カーネルはグローバルゾーンだけに収容されます。 すべてのデバイス、ファイルシステム、他のゾーンを認識できるのはグローバルゾーンだけです。 また、グローバルゾーンは、非グローバルゾーンの設定、インストール、管理を行える唯一のゾーンでもあります。

非グローバルゾーンには、グローバルゾーンにインストールされた Solaris OS のサブセットが収容されます。 さらに、グローバルゾーンにインストールされていないパッケージも組み込むことができます。 それぞれの非グローバルゾーンには、そのゾーンに関連するインストール済みのソフトウェアパッケージを記録した専用のパッケージデータベースがあり、グローバルゾーンや他の非グローバルゾーンとの間でパッケージの情報は共有されません。 非グローバルゾーンには、ローカライズされた設定情報や、他のゾーン固有のファイルやディレクトリも含まれています。

引用元: Solaris 10 Feature Spotlight: Solaris ゾーン.

【イベントレポート】その1MHzに命をかけろ! 賞金25,000ドルのOC大会が開催 ~発表されたばかりのDevil’s Canyonが早くも液体窒素の洗礼を受ける – PC Watch

プロチームというだけあって、作業は手慣れたもので、もくもくと気化する液体窒素をコップにビールを注ぐかのごとく、専用ヒートシンクに注ぎ込んでいく。素人目には、「こんな手荒な作業では怪我人すら出るのでは」とハラハラしたが、そういったトラブルは一切起こることなく、淡々と作業は進められていった。

とは言え、オーバークロックは、CPUやメモリ、マザーボードなど各部品固体の特性を掴んだ上で、微妙な設定と冷却の元に進める必要がある。同じような温度にして、同じような電圧にしたからといって、同じクロックになるわけではないのだ。その辺りは、スタッフの経験と勘が必要となってくる。そして、一度最高クロックを叩き出しても、そのそばからほかのチームがその記録を塗り替えていくので、さらなる高みを目指すわけだが、次はほんの0.1MHz上げただけでクラッシュという光景がそこかしこで起きる。ぐるりと各チームの様子を見て1周回ると、冷却構造が前と違っているというのもザラ。各チームとも、死力を尽くしての戦いとなった。

個人的に面白かったのは、これは極限オーバークロック大会では当たり前なのかもしれないが、空冷/液冷挑戦では、CPUを直接液体窒素で冷やさなければ、液体窒素を使うこと自体は許可されているようで、液体窒素の冷気をファンで取り込んだり、液冷のラジエータ冷却に使うなど、ルール的にも限界ギリギリの戦略が採られていた。

引用元: 【イベントレポート】その1MHzに命をかけろ! 賞金25,000ドルのOC大会が開催 ~発表されたばかりのDevil's Canyonが早くも液体窒素の洗礼を受ける – PC Watch.