ISC 2015に見る今後のスーパーコンピューティングの方向性 (9) 将来のノードアーキテクチャはどうなるのか(3)

将来のソフトウェアのアプローチとしては、以下の6項目を挙げた。

10億レベルの並列度を扱えるプログラムモデル、データ局所性の実現
データフローの考え方で少ない努力で高性能を実現するプログラムモデルやシステム
新しい実行モデル。イベントドリブンで非同期にダイナミックにスケジュールを行うランタイムシステム
気付きや反省をもたらすモニタ類
挑戦的なアプリで、新しいアルゴリズムの開発を促す。局所性の実現が容易で、コアからメモリに向かって減少して行くバンド幅にも耐えられるプログラム
システムレベルの抗堪性

○微細化の貢献は縮小し、並列化を更に増やすことが必要

歴史的にGigaからTeraへの性能向上は、ムーアの法則の微細化による性能向上が32倍、そしてコア数が32倍という感じで1000倍の性能向上を実現した。そして、TeraからPetaの性能向上では、微細化の貢献は8倍に止まり、コア数の増大による並列度の向上が128倍であった。しかし、PetaからExaの1000倍では、微細化は1.5倍程度の貢献しかできず、並列度の向上で670倍の性能向上を実現しなくてはならないという。

○マイクロアーキテクチャと消費エネルギー

プロセサは、オンチップのキャッシュ、スーパースカラ、Out-of-Orderと投機実行、深いパイプライン化とそれを元に戻すパイプライン段数の低減というアーキテクチャ的な改善が行われてきた。