ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第307回

スーパーコンピューターの系譜　演算に不可欠なアクセラレーター

再び脚光を浴びた
アクセラレーター

　このアクセラレーターの分野で古くから注目されたのがFPGAである。FPGAとはなにか？　という話をそもそもこの連載の中では一度もしたことがないので、いずれ解説したいと思うが、とりあえず今は「プログラムで内部の回路構成を変えられるハードウェア」と説明しておく。

FPGAの代表例。画像はWikimedia Commonsより（http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Altera_StratixIVGX_FPGA.jpg）

　古いところでは、シーモア・クレイが事故で逝去する前に設立したSRC Computers, LLC(関連記事)は、その後Reconfigurable Computingという概念に基づくシステムを開発するようになるが、ここで使われたのがFPGAであった。

　また、クレイはXD1というシステムを発売するが、これはOpteron×2にXilinxのVirtex-II FPGAをアクセラレーターとして搭載した構成だった。

XD1の構成。2つのCPUとDIMM、それとアクセラレーターなどが1枚のドーターボードにまとまっている

　最近では、マイクロソフトがデータセンターにFPGAを投入というニュースで賑わっているが、他のどんなアクセラレーターと比較しても柔軟性に富んだ構成が実現できるのがFPGAの強みであり、これが評価され続けているということでもある。

　ただしその反面、FPGAには欠点もある。それが効率である。FPGAとASIC(専用回路)を比較した場合、FPGAはおおむね1桁効率が悪い。先にインテルの8086が2万9000トランジスタだと記したが、同じ回路をFPGAで構成すると、だいたい29万から30万トランジスタを必要とする。

　当然トランジスタ数が多ければ消費電力も増えるし、その分発熱も多い。したがってFPGAを使う場合は、その効率の悪さを埋めて余りあるほど効果的なアルゴリズムを実装するようにしないとあまり効果的ではない。以前から広くアクセラレーター用途として注目されつつ、普及がゆっくりなのはこのあたりに理由がある。

　その一方でもう1つ注目され、急速に普及してきたのがGPUである。ということで続きは次回説明しよう。