このページの本文へ

ロードマップでわかる!当世プロセッサー事情 第305回

スーパーコンピューターの系譜 プロセッサー密度を上げたBlueGene/P

2015年05月25日 12時00分更新

文● 大原雄介(http://www.yusuke-ohara.com/) 編集●北村/ASCII.jp

  • この記事をはてなブックマークに追加
  • 本文印刷

速度を大幅に高速化し、
メモリーもDDRからDDR2に変更

 BlueGene/Pは、PowerPC 450コア(+FPU)を4組組み合わせたマルチプロセッサー構成である。その概略が下の画像で、各々のコアには2次キャッシュが搭載されている。

BlueGene/Pのマルチプロセッサー構成。2次キャッシュに書き込みがあると、即座にそれが(自身以外の)スヌープユニットに通達されるという、スヌープフィルタリングとしてはやや力技のアプローチになっている

 ちなみに、いくら探してもこの2次キャッシュの容量が記載されていないのだが、後述のダイ写真から推定すると16KB程度だろう。そのダイ写真を見ると2次キャシュが共有のように見えるが、実際にはコア毎に個別になっており、かつそれぞれスヌープユニットが付きキャッシュのスヌーピングを処理しているようだ。

 2次キャッシュを含めたチップ全体の構造が下の画像で、2コアづつまとめてMultiplexing Switchを通して、共有SRAMや4MB×2の3次eDRAMに接続されるといった構造は、多分にBlueGene/Lのチップの構造を部分的に継承しているためだろう。

チップ全体の構造。引き続きShared SRAM(BlueGene/Lで言うところのMultiport shared SRAM)が残されているが、プロセス間の同期や通信など、これを使っていたアプリケーションの互換性を維持するためと思われる

 ただ、下にあるBlue Gene/Lのチップ構造と比較するとわかるが、外部とのリンクに関しては数そのものは同じだが、速度は大幅に高速化されており、メモリーもDDRからDDR2に変更されるなど性能の底上げに貢献している。

連載299回でも紹介したBlue Gene/Lのチップ構造。Multiport Shared SRAMは容量16KBであるが、これはキャッシュ用ではなくプロセッサー間通信用のScratch Padとなっている

 もっとも1つのチップあたりのコア数は倍増しているので、このくらい性能を上げないと辻褄が合わないということかもしれない。

 さてそのダイが下の画像である。全体としてはかなりよく頑張ったというか、苦労して収めた感じがよくわかる。

BlueGene/Pのダイ写真。これだけ見ていると2次キャッシュは2つのPowerPCコアで共有しているかのようだが、論理的には分離しているようだ

 先の2次キャッシュがコアあたり16KBというのは、この写真における2次キャッシュ領域のSRAMアレイの面積を、PowerPCコアの1次キャッシュと思しきSRAMアレイと比較しての考察である

 プロセスは90nm銅配線のCu-08を利用し、850MHz動作で16Wとなっている。ダイサイズ173mm2、トランジスタ数2億800万というのは、同じ90nmプロセスを使ったインテルのPentium 4が112mm2でトランジスタ数1億2500万個と比較すると、トランジスタ密度は同程度である。

 ただしPentium 4が3.4GHzまで動作周波数が上がる代わりにTDPは89W、他方BlueGene/Pは850MHzに抑えてTDPは16Wである。SIMD演算を除外して純粋にFPUの性能を比較すると、倍精度演算の場合Pentium4は3.4GFLOPS、一方BlueGene/Pは13.6GFLOPSということで、ダイサイズこそやや大きめながらBlueGene/Pの性能の高さや性能/消費電力比の良さがわかる。

→次のページヘ続く (ほぼ2倍のプロセッサー密度を実現

カテゴリートップへ

この連載の記事
1
【整備済み品】 富士通 ノートパソコン LIFEBOOK MU937 超軽量 薄型ノートPC■Win11搭載 / MS Office H&B 2019 / FHD(1920x1080)/第七世代 Celeron/8GBメモリ/SSD 256GB/Webカメラ内蔵/13.3インチ
【整備済み品】 富士通 ノートパソコン LIFEBOOK MU937 超軽量 薄型ノートPC■Win11搭載 / MS Office H&B 2019 / FHD(1920x1080)/第七世代 Celeron/8GBメモリ/SSD 256GB/Webカメラ内蔵/13.3インチ
¥19,800
2
Lenovo ノートパソコン パソコン IdeaPad Slim 3 14.0インチ 第13世代 インテル® Core™ i5 プロセッサー搭載 13420H メモリ16GB SSD512GB MS Office 2024搭載 Windows11 バッテリー駆動14.1時間 重量1.39kg ルナグレー 83K00072JP ノートPC
Lenovo ノートパソコン パソコン IdeaPad Slim 3 14.0インチ 第13世代 インテル® Core™ i5 プロセッサー搭載 13420H メモリ16GB SSD512GB MS Office 2024搭載 Windows11 バッテリー駆動14.1時間 重量1.39kg ルナグレー 83K00072JP ノートPC
¥107,800
3
【整備済み品】中古 ノートパソコン NEC VersaPro VKT16/15.6型・第8世代Core i5-8250U(最大動作3.4GHz)/快適メモリ8GB/ 高速SSD 256GB/Win11 Pro/MS Office 2019付属/テンキー付, Webカメラ, USB3.0, HDMI, VGA, 有線LAN, WIFI内蔵, Bluetooth/ACアダプター付属/180日間保証
【整備済み品】中古 ノートパソコン NEC VersaPro VKT16/15.6型・第8世代Core i5-8250U(最大動作3.4GHz)/快適メモリ8GB/ 高速SSD 256GB/Win11 Pro/MS Office 2019付属/テンキー付, Webカメラ, USB3.0, HDMI, VGA, 有線LAN, WIFI内蔵, Bluetooth/ACアダプター付属/180日間保証
¥26,880
4
【Amazon.co.jp限定】 HP ノートパソコン 15-fd 15.6インチ インテル Core i5-1334U メモリ16GB SSD512GB Windows 11 Microsoft Office 2024搭載 カメラシャッター 指紋認証 薄型 Copilotキー搭載 ナチュラルシルバー (BJ0M4PA-AAAB)
【Amazon.co.jp限定】 HP ノートパソコン 15-fd 15.6インチ インテル Core i5-1334U メモリ16GB SSD512GB Windows 11 Microsoft Office 2024搭載 カメラシャッター 指紋認証 薄型 Copilotキー搭載 ナチュラルシルバー (BJ0M4PA-AAAB)
¥181,469
5
【整備済み品】富士通 ノートパソコン LIFEBOOK U9310 13.3型FHD(1920x1080) 超軽薄 ノートPC/第10世代 Core i5-10310U@1.7GHz/ 8GB メモリ/高速ストレージ SSD/Webカメラ/WIFI/Type-C/HDMI/win11&MS Office 2019 搭載 ビジネス 在宅勤務向け パソコン (メモリ:8GB/SSD:256GB)
【整備済み品】富士通 ノートパソコン LIFEBOOK U9310 13.3型FHD(1920x1080) 超軽薄 ノートPC/第10世代 Core i5-10310U@1.7GHz/ 8GB メモリ/高速ストレージ SSD/Webカメラ/WIFI/Type-C/HDMI/win11&MS Office 2019 搭載 ビジネス 在宅勤務向け パソコン (メモリ:8GB/SSD:256GB)
¥36,979

Amazonのアソシエイトとして、ASCII.jpは適格販売により収入を得ています。

ASCII倶楽部

注目ニュース

  • 角川アスキー総合研究所

プレミアム実機レビュー

ピックアップ
1
KIOXIA(キオクシア) 旧東芝メモリ microSD 128GB UHS-I Class10 (最大読出速度100MB/s) Nintendo Switch動作確認済 国内サポート正規品 メーカー保証5年 KLMEA128G
KIOXIA(キオクシア) 旧東芝メモリ microSD 128GB UHS-I Class10 (最大読出速度100MB/s) Nintendo Switch動作確認済 国内サポート正規品 メーカー保証5年 KLMEA128G
¥1,880
2
Anker PowerLine III Flow USB-C & USB-C ケーブル Anker絡まないケーブル 240W 結束バンド付き USB PD対応 シリコン素材採用 iPhone 17 / 16 / 15 / Galaxy iPad Pro MacBook Pro/Air 各種対応 (1.8m ミッドナイトブラック)
Anker PowerLine III Flow USB-C & USB-C ケーブル Anker絡まないケーブル 240W 結束バンド付き USB PD対応 シリコン素材採用 iPhone 17 / 16 / 15 / Galaxy iPad Pro MacBook Pro/Air 各種対応 (1.8m ミッドナイトブラック)
¥1,890
3
【Amazon.co.jp限定】バッファロー microSD 32GB 100MB/s UHS-1 U1 microSDHC【 Nintendo Switch 対応 】V10 A1 IPX7 Full HD RMSD-032U11HA/N
【Amazon.co.jp限定】バッファロー microSD 32GB 100MB/s UHS-1 U1 microSDHC【 Nintendo Switch 対応 】V10 A1 IPX7 Full HD RMSD-032U11HA/N
¥980
4
Anker iPhone充電ケーブル PowerLine II ライトニングケーブル MFi認証 超高耐久 iPhone 14 / 14 Pro Max / 14 Plus / 13 / 13 Pro / 12 / 11 / X/XS/XR / 8 Plus 各種対応 (0.9m ホワイト)
Anker iPhone充電ケーブル PowerLine II ライトニングケーブル MFi認証 超高耐久 iPhone 14 / 14 Pro Max / 14 Plus / 13 / 13 Pro / 12 / 11 / X/XS/XR / 8 Plus 各種対応 (0.9m ホワイト)
¥990
5
Anker USB Type C ケーブル PowerLine USB-C & USB-A 3.0 ケーブル iPhone 17 / 16 / 15 /Xperia/Galaxy/LG/iPad Pro/MacBook その他 Android 等 USB-C機器対応 テレワーク リモート 在宅勤務 0.9m ホワイト
Anker USB Type C ケーブル PowerLine USB-C & USB-A 3.0 ケーブル iPhone 17 / 16 / 15 /Xperia/Galaxy/LG/iPad Pro/MacBook その他 Android 等 USB-C機器対応 テレワーク リモート 在宅勤務 0.9m ホワイト
¥740
6
KIOXIA(キオクシア)【日本製】USBフラッシュメモリ 32GB USB2.0 国内サポート正規品 KLU202A032GL
KIOXIA(キオクシア)【日本製】USBフラッシュメモリ 32GB USB2.0 国内サポート正規品 KLU202A032GL
¥980
7
【Amazon.co.jp限定】 ロジクール 静音 ワイヤレス トラックボール マウス M575SPd Bluetooth Logibolt 無線 windows mac iPad OS Chrome トラックボールマウス ブラック M575 M575SP 国内正規品 ※Amazon.co.jp限定 壁紙ダウンロード付き
【Amazon.co.jp限定】 ロジクール 静音 ワイヤレス トラックボール マウス M575SPd Bluetooth Logibolt 無線 windows mac iPad OS Chrome トラックボールマウス ブラック M575 M575SP 国内正規品 ※Amazon.co.jp限定 壁紙ダウンロード付き
¥5,280
8
キヤノン Canon 純正 インクカートリッジ BCI-381(BK/C/M/Y)+380 5色マルチパック BCI-381+380/5MP 長さ:5.3cm 幅:13.9cm 高さ:10.75cm
キヤノン Canon 純正 インクカートリッジ BCI-381(BK/C/M/Y)+380 5色マルチパック BCI-381+380/5MP 長さ:5.3cm 幅:13.9cm 高さ:10.75cm
¥5,545
9
バッファロー SDカード 128GB 100MB/s UHS-1 スピードクラス1 VideoSpeedClass10 IPX7 Full HD データ復旧サービス対応 RSDC-128U11HA/N
バッファロー SDカード 128GB 100MB/s UHS-1 スピードクラス1 VideoSpeedClass10 IPX7 Full HD データ復旧サービス対応 RSDC-128U11HA/N
¥1,980
10
バッファロー マウス 無線 ワイヤレス 5ボタン 【戻る/進むボタン搭載】 小型 軽量 節電モデル 最大584日使用可能 BlueLED ブラック BSMBW315BK
バッファロー マウス 無線 ワイヤレス 5ボタン 【戻る/進むボタン搭載】 小型 軽量 節電モデル 最大584日使用可能 BlueLED ブラック BSMBW315BK
¥1,040

Amazonのアソシエイトとして、ASCII.jpは適格販売により収入を得ています。

デジタル用語辞典

ASCII.jpメール デジタルMac/iPodマガジン