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von_yosukeyanの日記: PowerPC

日記 by von_yosukeyan

えらい古い日記だが、norihiro氏の7月23日の日記に反応してみる。というより、ボクの日記を読んでいるのかどうかも定かではないが、読んでたら突っ込みよろぴく。

■概要
PowerPCは大きく分けて次の三つの製品体系がある。

・Motrola/IBM PowerPC
主に組み込み、コンシューマー向けに設計された製品体系。Macintosh向けの現行製品はPPC750/7400だが、IBMは750設計を中心とした組み込みアプリケーション開発にシフトしているので、実質的にコンシューマー向けの新規開発はMotorolaが中心に行っている。32ビット製品が中心だが、次世代のPowerPC7500では64bitに移行する。

・IBM Power3/4
IBM RISC System/6000向けに設計された。Power(1)はPowerPCアーキテクチャーの元となったプロセッサだが、PowerとPowerPCの命令体系はPower3以後統一されているので両者の差異はほとんどない。RS/6000SP2及び後継製品のRS/6000 SP向けに設計された科学技術計算向けのプロセッサで、Power3はIBMのコマーシャルによるとPower2の設計を引き継いだものだというか、公式資料を読むと放棄されたPowerPC620(64bit)の設計を元にしているようだ。Power4はPower3の設計を引き継いだものだが、ターゲットとしている市場はむしろRS64に近い。

・IBM RS64-lll/lV
IBM AS/400向けに設計されたA30(PowerPC620を元にしている)を起源に持つ。PowerPCアーキテクチャーに基準しているが、Powerとの命令単位での差異は僕はよく知らない。データーベーストランザクションの高速化・最適化を指向した製品で、ハイエンド製品にはメモリーレイテンシの高速化を狙ってクロスバー・スイッチを備えているものもある。

■各プロセッサの特徴と認識
概要で挙げた3つの分類のうち、現実に入手可能なシステムと、その問題点を挙げる。

・PowerPC604
設計自体が非常に古い上に、32bitプロセッサである。IBMとしての製品の位置づけでは、32bitアプリケーションの延命策として残されているに過ぎない。(理由:価格設定を見よ)

・PowerPC450/7400
Macintoshに搭載されているが、Alphaと戦えるかというと?? だが、2GB以上のスクラッチをメモリーに展開する必要ななければ有力な選択肢として残るだろう。ただし、最も低価格なAlphaシステムでも20万円程度であり、メモリーレイテンシ性能や演算速度はAlphaやPentium4の方が優れているので妥当な選択とは言えない。また、512KB~1MB程度のL2キャッシュしか搭載されていないので、巨大データーを扱う場合には極端な性能低下の可能性がある。

・PowerPC7500
コンシューマー向けとしては初の64bit PowerPCだが、予定通り開発が遅れている。

・Power3-ll
現行のAIXワークステーションに使用されているフラグシップのプロセッサで、SPにも使用されている。科学技術計算向けとしては最も妥当な選択だと思われるが、ワークステーションかと思えるような価格設定。CPUあたりのL2キャッシュは4MB~8MBと、バランスがよい。

・Power4
PowerPC製品体系では最も高速だが、非常に高価な製品である(これ1個でAIXワークステーションが数台買えるくらい)。科学技術計算向けと言うよりは、むしろメインフレーム用CPUに近い。これを使用したワークステーションは現時点では存在しない。ただし、これを採用したRegatta(p690 model 681)は東京都立大学にSP2の代替システムと採用されているので、高SMP環境では選択の余地として残る。4CPUあたりのL3キャッシュが256MB、チップ内並列、MCMなど先進的な技術を盛り込んでいるので理想的なプロセッサではあるが。

■他アーキテクチャーとの比較
お約束だが、ベンチマークで比較してみよう。SPEC fp 2000での比較を以下に挙げる。
・1CPU(SPEC fp 2000)
UltraSPARC-lll 900Mhz(SB1000 model 1900)
  369(base) 410(peak)
Alpha 21264C 1000Mhz(ES45 model 68/1000)
  766(base) 960(peak)
Power3-ll 375Mhz(RS/6000 44 model 270)
  327(base) 378(peak)
PA-8700 750Mhz(j6700)
  526(base) 581(peak)

・4CPU(SPEC fp rate 2000)
R14000 500Mhz(SGI300)
  13.7(base) 14.5(peak)
Power3-ll 450Mhz(RS/6000 44P model 270)
  14.1(base) 14.1(peak)
Alpha 21264C 1000Mhz(ES45 model 68/1000)
  31.(base) 36.8(peak)

#ES45はサーバーなので適正な比較ではないが

・メモリー帯域
資料では、EV68(21164C)のメモリー帯域は2GB/secであるのに対してPower3-llのそれは1MB/sec程度であるという。設計思想上、Powerはコンパイラによる階層キャッシュによって帯域確保をしているので単純には比較できないが・・・。

■結論
AIX/Power3
・結構早そう
・クロックを上げればAlphaの代わりになるかも
・高い。何とかしてくれ
・どっかで読んだ資料(忘失)で、モンテカルロ法でブラックショールズを解く時、高SMP機であんまり速度が出てなかった(ハードはSPとPower3だったが)
・IBMはPower/Linuxへの対応に最近本気になってきたみたいな感じ

PowerPC
・G5が出るまでわからん
・MOTとJOBSの妄言は聞き飽きた

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