【レポート】Hyper-Threadingテクノロジを解説する(1) マルチプロセッシングの基礎

  [2002/10/21]

インテルはXeonプロセッサファミリにて、Hyper-Threadingテクノロジをサポートしている。概要としては1つの物理プロセッサを2つの論理プロセッサとして扱うというものであるが、ここではその基本的なしくみについて解説する。

○マルチプロセッシングの考え方

スタンドアロンのパソコン環境であろうとクライアントマシンであろうと、現在のコンピュータ環境はマルチプロセスが前提となっている。複数のアプリケーションを実行しながらバックグランドでは通信やプリンタの出力が行なえるのはそのためである。

一方サーバーマシンに要求されるマルチプロセス機能は、これらスタンドアロンのパソコン環境やクライアントマシンの比ではない。インターネット、LANなどのネットワークを介して複数のクライアントマシンからの膨大な要求を処理(要求の受付け、該当データの検索、アプリケーションの実行、結果の転送など)しなければならないからである。

けれども現状のCPUはパソコンに搭載されているものが技術的には最先端のものであり、プロセス技術の問題からサーバーマシン専用にさらに高度なCPUを開発するということは難しい。となると、現状のCPUをサーバー向けに拡張または改良し、マルチプロセッシング機能を強化するしかない。

現状のCPUにおけるマルチプロセスのスタイルは次の2つに大別される。
1.複数の物理プロッセッサを用いる方法
2.タイムシェアリングを用いる方法

(図1)複数の物理プロッセッサを用いる方法
(図2)タイムシェアリングを用いる方法

複数の物理プロセッサを用いる方法は、図1のようにプロセスごとに物理プロセッサ(CPU)を用意して、該当するプロセス専用に処理を行なう方法である。この方法であれば各プロセスは完全に並列処理されるので、処理速度は大幅に向上する。ただ見てのとおりCPUを複数用意するということは、ハードウエアコストや消費電力が大幅にアップするため、市場は特定の大型サーバーに限られることになる。

一方タイムシェアリングを用いる方法は、これまでパソコンのCPUでずっと行なわれてきたもので、図2のようにプロセスをいくつかのブロックに分けて、1つのCPUで処理を切替えながら実行するものである。この方法は少ないハードウエア資産でマルチプロセスを実現できるが、機能向上は全て動作クロックに依存する。従ってプロセス技術が進歩しない限り機能強化が図れないことになる。

実際には「複数の物理プロッセッサを用いる方法」といっても多岐に渡るプロセスごとにCPUを用意するわけにはいかないので、図3のように「タイムシェアリングを用いる方法」が併用されている。

(図3)複数の物理プロセッサとタイムシェアリングの併用

(藤広哲也)

【レポート】Hyper-Threadingテクノロジを解説する(2) 問題となるCPUの時間的ロス
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2002/10/21/09.html
へ続きます

米Intel、Hyper-Threadingをサポートするチップセット4製品を発表
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2002/10/08/51.html

インテル、サーバー向けプロセッサ「Xeon」2.60GHz・2.80GHzを発表
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2002/09/12/14.html

【IDFレポート】Hyper-Threading搭載Pentium 4がアナウンス
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2002/09/10/30.html

インテル
http://www.intel.co.jp/



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