クラスタLinuxaxLinux/雷神
2010/02/01(株)アックス

アックス入ってる

シャープ ザウルス

パナソニックプロジェクタ

携帯電話(DSPブリッジ)

シャープ
ガリレオ
ホームサーバ

オリンパス デジカメネットワーク監視カメラアックス入ります(独)産業技術総合研究所

知能システム研究部門
ヒューマノイド研究グループとの実時間Linux共同開発

実時間Linux

航空防衛で使用※イメージ画像ですアックス入ってる 富士通バイオ・サーバ

創薬,バイオ研究用

アックス入ってる バイオサーバ

http://homepage2.nifty.com/ccsnews2/2003/4q/2003_4Qfujitsubioserverptype.htm

アックスのLinux技術
 国産CPUへのLinuxポーティング実績 No.1
 ルネサステクノロジ SH-Mobile, SH2
 富士通 FRV 東芝 MeP セイコーエプソン C33, C33ADV IPFlex DAP-DNA2
 シャープ, サンヨー,セイコーエプソン ARM core

 M32RへのART Linux移植国産CPUメーカとの協業
 国産CPUへのLinuxポーティング実績 No.1

東芝 MeP
NECエレ
富士通 FR/VV850
ルネサス
SH-Mobile/SH-2A

セイコーエプソン C33

シャープLH795xx

東芝CELLサンヨーLC690132

アックスのSCoreへの取り組み
 PCCCへコードを寄付
 2.6 kernel対応(PM通信含む)
 Opteron, EM64対応の作業を行い、コードをPCCCへ寄付
 PCCCメンバー他社とともに、SCore強化のグループを作り、IPAオープンソース基盤整備事業から資金を得てScore強化開発
 アックスはPCクラスタ・コンソーシアム理事ですアックスのクラスタLinux Linuxカーネルを変更
 スパコン向けスケジューリング
 不公平スケジューリングを可能にした
 指定した特定のプロセスがCPUを長期間得られる
 計算を行うプロセスを圧倒的に有利にできる キャッシュのヒットミス
 ページ・フォールト発生
 TLBミスの軽減※組込みLinuxで開発したQoSなどと同じ技術をスパコンに適用

アックスのスパコン向けスケジューリング


Linuxカーネルを変更
特殊ファイル /proc/axesched/sched にpid チック数を書き込む。
 指定したプロセスのカンタムが、そのチック数となり、権利を得てから、その期間走行する。
 その他は通常のLinuxのスケジューラのまま優先度の高いプロセスが走行可能になると、CPUを取られる

上の進化形として QoS がある
CPUの計算時間を、プロセスごとに割合(パーセンテージ)で指定
 家電で非常に効果あり
一般にCPUは非力だが、マルチタスクで仕事を進めるアックスの QoSスケジューラ
QoSスケジューリング設定
 / p roc/ axqos/ sched デバイスに、
プロセスID CPU使用割合%の組を書き込む# echo "100 30" > / p roc/ axqos/ sched# echo "123 10" > / p roc/ axqos/ sched

存在しないプロセスIDが指定された場合は、何も設定されない。
CPU使用割合が0または負の数の場合は、QoS設定が解除される。
 また、CPU使用割合が省略された場合も、QoS設定が解除される。
 CPU使用割合の合計が100以上の場合は、合計に対する設定値の割合で、スケジューリングされる。
アックスのQoS制御機能の実装
新機構はプロセスごとに、品質重み値(p)その集積した値(m )を管理する

全プロセスのカンタムが0になった時に、走行可能な全プロセスごとの 各 m に 各 p を加算
m が100以上のプロセスの、カンタムを1にする
そのプロセスの m から100を減ずる
Linu xスケジューラへ制御を渡す



t->m += t->p;if(t->m >= 100){ t->カンタム ++; t->m -=100; }goto リスケジュール

axLinux雷神の特徴
 FedoraCoreベース
 近日、CentOSベースに移行 SCore, Beowulf同時対応
 64bit対応
 64bitアドレス空間で、大きなデータを扱える
 CPUの高速化に伴う大量データ時代に対応
 x86 (80bit Floatマシン)での64bit計算ノウハウ
 x86は80bit floatなので、精度の制御が難しい F77, g77, gcc が64bitコードを生成コンパイラ F77 64bit対応済み

PGI Fortran(オプション)
 g77
 F90 64bit対応済み

PGI Fortran(オプション)
 Gnu Fortran gcc 64bit対応済み

趣味or 近未来のベクトル計算 on PC「ベクトル計算が新しい」と2008年末に言いました Intelに入ってる! (近未来?) Intel AVX (Ad vanced Vector Extension)
 SIMD命令を進めて、ベクトル機構をつける

http :/ / softw arep rojects.intel.com / avx/

ベクトル計算が新しい=GPU計算
 GPU計算 GPUは、まさにベクトル計算機

ベクトル計算機とは
 昔のスーパコンピュータ
 ベクトルは今でも速い 日本メーカが強くなりすぎて、政治的にアメリカはベクトル・スパコンを買わなくした 技術的に古くなったのではない 過去に一度も古くなっていない (重要) 地球シミュレータは、ベクトル・マシンを4000台並べた、スパコン・クラスタ ベクトル命令を1つフェッチして、データ列(ベクトル)に、同じ演算を繰り返す
 演算器-ベクトル・レジスタ-外部I/ F のバランスを正しく設計する
 キャッシュ・メモリは必ずしも必要ない

Intel AVXの特徴
Intel AVXの特徴
キー
ワイド・ベクトル 128から256bitへ増加

恩恵
最大2倍のFLOPs

強化されたデータの配置- ブロードキャス
ト、マスクロード、データの転置のための新 必要なデータだけを、高速で効果的にアクセスしい256bitプリミティブ
し引っ張ってきて、構成3つか4つのオペランド出鱈目でない文法効果的で将来の拡張性があるように設計
柔軟な整列していない
メモリのアクセスのサポート
拡張性ある新しいオペコード(VEX)

より少ないレジスタのコピー、ベクトルでもスカ
ラでもよりよいレジスタの使用
ロードと計算操作の融合をもっと図る
コードサイズの縮小

Intel AVXは汎用アーキテクチャである、今日のすべてのアプリケーション中のSSEに取って代わる事が期待される

Intel AVX対応コンパイラ模索中 Gccは対応作業中
 Intel Com piler AVXの動作する実機も模索中

ベクトル計算機のオープンなドキュメント
 CRAY X-MPなどのマニュアルがフリーに

 CRAY X-MPとは
 CRAY-1を2台接続
 メインメモリ共有

ベクトル計算機のオープンなドキュメント
 CRAY X-MPなどのマニュアルがフリーに
http://www.bitsavers.org/pdf/cray/
HR-0032_CRAY_X-MP_Series_Model_22_24_Mainframe_Ref_Man_Jul84.pdf

 CRAY X-MPについて詳しく述べてある
 非常に勉強になる ベクトル計算機の使用方法が分かる
 ベクトル計算機の作り方もわかる

 日本語翻訳

一人プロジェクト

 CRAY X-MPについて
http://www.takeoka.org/~take/supercom/cray-xmp.html

ベクトル計算機とは
 ベクトル命令を1つフェッチして、データ列(ベクトル)に、同じ演算を繰り返す
 演算器-ベクトル・レジスタ-外部I/ F のバランスを正しく設計する
 キャッシュ・メモリは必ずしも必要ないベクトル計算機とは命令デコーダ

ベクトル演算ユニット

命令バッファ

ベクトル・レジスタ
64bit×64語×64個(SRAM)

中央
メモリ(DRAM)

メモリI/Oユニット

スカラユニットX-MPシミュレータもある
 XMPSIM CRAY X-MPのパイプラインをシミュレートするソフトウェアがあり。
 命令セットと各命令のパイプラインをシミュレート
 バイナリ供給で、PC/ATのDOS用
 日本語WindowsのDOS窓でも、支障なく使用可能 枠の線などに文字化けが発生するが、使用には、まったく問題なし

http://www.utdallas.edu/~cantrell/ee2310/xmpsim.html

無料ではない教科書

 The Cray X-Mp / Mod el 24: A Case Stu d y in

Pip elined Architectu re and Vector Processing 出版社: Springer (1989/ 09)
 ISBN -10: 0387970894 発売日： 1989/ 09

 非常にいい教科書 Cray X-MPがどうしてそのように作られているか,がわかる シュプリンガーのレクチャーノートなのに、英語が非常に口語的で泣きそうに。
 これの全和訳もした
 5人程度の有志でベクトル計算バンザイ＼(^^)／
 来るべき新時代に向け勉強しよう マニュアルを読むだけで非常に勉強になる 浮動小数点演算についても詳しく書いてある 4章までアーキテクチャの説明
 5章は命令の個別の説明で、これも興味深い

URL
 w w w .axe-inc.co.jp
 w w w .axlinux.com
 w w w .sikigam i.com
 w w w .takeoka.org/ ~take/