95. x86 プロセッサの将来と HPC 用プロセッサ (2011/2/20)
2年くらい前に x86 プロセッサの将来 95
というのを書いたわけですが、事態は大体書いた通りに推移してるかな、
と思います。
現状が2年前に私が書いたのと若干違うのは、Atom のネットブックよりもさら
に CPU パワーとしては貧弱な iPad や Android のスレート PC が普及するき
ざしをみせていることです。重い Windows というハンディキャップがなく、ま
た Intel の統合 GPU のようなアレなものを使う必要もないのでグラフィック
ス性能は実質的にはずっと高いこれらのシステムは、少なくとも性能的には大
抵のことに十分な能力をもっています。
これは要するに、 x86 より性能・電力消費が少ないプロセッサが必要だった携
帯電話マーケットを支配してきた ARM プロセッサがもうちょっと上のPC 的な
用途まで十分な性能を持つようになってきた、ということです。つまり、Atom
でそちら側への進出を狙った Intel の戦略は完全な失敗に終わった、というこ
とでもあります。
これは、メインフレーム、ミニコンピュータ、ワークステーション、Wintel
PC、と移り変わってきた計算機業界における主役が、ARM ベースのスマー
トフォン、スレートPC といったものに移り変わるということでしょうか？
iPad もスマートフォンも自分では使ってないのであまり実感がないですが、
まあ、基本的にはすでにそうなってるのではないかと思います。
で、これがマイクロプロセッサの進化にどう影響するかというと、サーバー系
では ARM が x86 にとってかわるといったことは起こるにしてもまだだいぶ先
だと思います。サーバーマーケット自体も金額的には結構大きいのでしばらく
はあまり影響はないかもしれません。まあ、RISC プロセッサから x86 プロセッ
サへの交代も、90年代に結構急速に起こったわけで、同じようなことが起きな
いとはいえません。プロセッサアーキテクチャがなんであろうと、サーバー向
けのアプリケーションの性能は結局主記憶やストレージの速度でリミットされ
るわけですから、主記憶やストレージのバンド幅当りの値段や電力消費が問題
になるからです。現在のところアーキテクチャが単純な ARM は x86 に比べて
コア当りのダイ面積や電力消費では優位にあります。性能が低くてもそれはあ
まり問題にならないとすれば、急速に x86 にとってかわっても不思議ではあり
ません。
さて、そうなると HPC マーケットはどうなるか？ということです。Intel は出
荷にこぎつけなかった Larrabee の後継をまだ開発していますが、HPC マーケッ
トだけが対象では成り立たないですし Intel 製品がグラフィックスマーケット
で商売になるはずはないので長期的な開発継続は(Xeon を止めにしてこっちだ
けにするとかない限り)困難でしょう。NVIDIA は ARM+GPU の統合プロセッサの
計画をもっていて、これは一見よさげにみえます。基本的は同一アーキテクチャ
でスマートフォンから HPC までカバーするからです。NVIDIAの問題はもちろん、
現在もっている GPU コアが Fermi ベースで電力・ダイサイズ的にアレだとい
うことと、それを改善する方向が見えていないことです。個人的には Bill
Dally 先生では厳しいのではないかと思います。とはいえ、そこそこのものは
でてくるのでしょう。
まあ、そうするとこれから数年間は x86 の発展、Intel MIC、 NVIDIA
ARM+GPU とアーキテクチャやトランジスタ効率・電力効率的にはなんだかなあ
感があるものが HPC マーケットで戦うということになります。とはいえ、この
辺のプロセッサが、今後の(というか本当は何年も前から)最大の問題であるネッ
トワークレイテンシについて何かがんばってくれる、ということもそんなに期
待できないわけで、HPC 用プロセッサとしてはあまり面白い話にはなりません。
ということは、逆にいえばなにか新しいものを作る機会ではあるわけですが、
日本でなんかいっても 10年前には新しいアイディアであったかもしれないアク
セラレータにやっと予算がつくくらいかなあ、、、というような気もします。
GRAPE-DR の最初の構想(といっても実際に作ったものとほとんど同じですが)は
2002 年、最初に予算要求したのが2003年度の CREST でした。