x86は終わコン　これからはGPU　GPUはCPUより2けた速い

x86の全盛期は終わった
2011/06/28

　記者が子供の頃の1970年代は、i8080、Z80、MC6800などがマイコン用8ビットCPU（Central Processing
Unit）として全盛だった。それに続いたのが16ビットCPUで、米Intelのi8086がパソコン分野の勝者となった。
それがx86アーキテクチャーの始まりである。x86アーキテクチャーは32ビットになり、64ビット（これは「x64」と
も呼ぶ）になり、今やWindowsパソコンもMacも企業のサーバーもx86だ。でも、x86の全盛期は終わったのでは
ないだろうか。

　x86の強力なライバルが二つ浮上してきた。一つは英ARMのARMアーキテクチャーだ。消費電力が少ない割
に高性能なARMは携帯機器に多く採用され、「Microsoft、次期版WindowsでARMアーキテクチャーをサポート
へ」といった動きも報じられている。米Microsoftは以前、WindowsでAlpha、MIPS、PowerPCをサポートしたこと
があったから、浮気はこれが初めてではない。前回はIntelはとにかくがんばって製品を改良し価格を下げて
Alpha、MIPS、PowerPCへの移行を食い止めた。ARMとの競争においてIntelはもう一度がんばれるだろうか？
スパコンで存在感増すNVIDIAのGPU

　x86のもう一つの敵は米NVIDIAのGPU（Graphics Processing Unit）だ。GPUは元来、パソコンやワークス
テーションの画面の描画処理を担うプロセッサだった。画面の画素数や色数が増大してより多くの処理性能
が求められ、3D（3次元）グラフィックスの描画処理を担うようになってさらに多くの処理性能が求められ、GPU
は20年以上の年月をかけて性能を上げてきた。

　もはやGPUは「グラフィックス処理のためのプロセッサ」とは言えない。図1はスーパーコンピュータの性能ラ
ンキングサイト「TOP500」だが、2011年6月のトップ10システムを見ると、2位、4位、5位のシステムは図2のよ
うなNVIDIAのGPUを使っている。3位、6位、8位にはスーパーコンピュータの大手企業である米Crayの名前が
見えるが、そのCrayも2011年5月にNVIDIAのGPUを使った新機種「Cray XK6」を発表した。NVIDIAのGPUは、
スーパーコンピューティングの世界で、今一番ホットなプロセッサである。

http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/

図1●スーパーコンピュータの性能ランキングサイト「TOP500」
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/zu01.jpg
図2●GPGPUを主目的にしたNVIDIAの「Tesla C2070」
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/zu02.jpg
図3●NVIDIAのGeForce GTX 570を搭載した台湾ASUSTeK Computerのグラフィックスボード「ENGTX570/2DI/1280MD5」
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/zu03.jpg

そう言われてもGPUが自分に関係があると考えられない人も多いだろう。ではGPUを、電器店で買ってきて自
分のパソコンで使えるとしたらどうだろうか？ 図2の「Tesla」は実勢価格が25万円程度するのでハードルが高
いが、図3のようなGeForce GTX 570のグラフィックスボードであれば、PCパーツショップで3万5000円くらいで
売っている。それでもやっぱり、x86アーキテクチャーのCPUに比べてめっぽう速いのである。

GPUはCPUより2けた速い

図4●C++でシンプルに書いた、ゼロから40億までを加算するプログラム
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/zu04.jpg
図5●GPUはCPUの100分の1の時間で処理を終えた
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/zu05.jpg

　NVIDIAのGPUが速いという話は記者もよく聞いてきたが、「パソコンの何倍速いんですか？」という問いに答
えてくれる人はいなかった。NVIDIAの資料とかデモンストレーションでも、やっていることが高度過ぎて、プログ
ラマではあっても科学者ではない記者にはどうもピンと来なかった。そこで今回、普通だったらGPUで処理しよ
うとは思わないような単純な計算をGPUで処理してみた。

　一つは、「ゼロから40億まで加算する」というものである。シンプルにC++で書くと図4のようになる。NVIDIA
GPU用のコードも用意して（そのコードは発売中の日経ソフトウエア2011年8月号をご覧いただきたい）、比較
実行した結果は図5のようになった。CPU（Intel Core i7-920）で並列化せずに実行した場合はゼロから40億
までの加算に11秒を要したが、図3のGeForce GTX 570で並列実行した場合は0.109秒しかかからなかった。
整数演算の単純なループでも、約100倍速かった。

　もう少し計算量を増やそうということで、図6の斜線部分の面積を倍精度浮動小数点数で積分して求めるプロ
グラムも書いてみた。X軸を100億分割してCPUで並列化せずに実行した場合の処理時間は259秒（4分19
秒）で、図3のGeForce GTX 570で並列実行した場合は1.399秒。185倍速かった。ちなみに、図2のTeslaで
は0.765秒で、338倍速かった。

図6●斜線部分の面積を積分で求める
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20110622/361602/zu06.jpg
　GPUはもともと単精度浮動小数点数の計算に用いられることが多く、整数演算や倍精度浮動小数点数の計
算では性能が十分に発揮されないという見方もある。しかし、今回記者が実験した限りでは、整数や倍精度
浮動小数点数でも、とんでもなく高速であった。

　GPUの強みは、GPUが数百〜数千個のCPUコアを持ち（例えば図2のTeslaは448個の、図3のボードは480
個のコアを持つ）、開発環境がそれを前提に作られていることだ。記者の感想としては、GPUでは簡単に大規
模な並列処理ができる。今回は同期が崩れてデータが壊れることがなく、安心してプログラミングができた。

　もしあなたがソフトウエアや情報システムを作っていて、プロセッサの処理能力が十分でないためにユー
ザーを待たせたり、ユーザーが望む計算を十分にできなかったりするという状況であれば、今すぐにでもGPU
の採用を検討すべきだ。とんでもなく速いし、プログラミングはさほど難しくない。あなたの開発能力は、x86
CPUのためだけにあるのではない。

IntelはGPGPUに取り組め

　x86アーキテクチャーのライバルとして、消費電力が少ないARMと、処理能力で優れるNVIDIAのGPUが浮上
してきた。x86の世界は、下と上から浸食される可能性がある。

　記者の見方としては、IntelはARMとは互角に戦えるだろう。Atomを改良してもいいし、処理能力面でその上
にあるノート用CPUをベースにしてもいい。ARMと競争する上では、x86アーキテクチャーで過去のバイナリソフ
トウエア資産を生かせることを強みに持っていく方策もあるだろう。

　NVIDIAのGPUを使うにしても、x86のCPUが不要になるわけではない。x86のCPUにGPUを付加する、という
形は変わらないからだ。ただ、処理能力を必要とするソフトウエアがこぞってGPUを活用するようになると、CPU
の性能はまあまあでいい（＝安いものでいい）となる可能性はある。それはIntelの望むところではあるまい。

　NVIDIAへの対抗策としてIntelが今すべきことは、自社のGPU（CPU内蔵）をプログラマが利用できる環境を
整えることだ。GPUをグラフィックス以外の処理に使うことを「GPGPU（General-Purpose computing on
Graphics Processing Units）」と呼ぶが、IntelのGPUは、そのための環境整備が遅れている。NVIDIAの開発
キット「CUDA Toolkit」はバージョンが4.0になり、完成度は高い。無償で配布されており、Linux、Mac OS X、
Windowsで利用できる。IntelはGPGPUの可能性を軽視すべきではない。

AMDはどうしている？

　GPUの分野でNVIDIAのライバルと言えるのが、加ATI Technologiesを2006年に買収した米AMD（Advanced
Micro Devices）である。AMDはGPGPUをやっていないわけではなかったが、NVIDIAには水を開けられている。
AMDは自社のGPUコンピューティングを「ATI Stream Technology」と呼び、その開発キットを「ATI Stream
SDK」と呼んできた。しかし、2011年1月に「AMD Accelerated Parallel Processing（APP）Technology」と
「AMD APP SDK」に改名した。

　最新のAMD APP SDK 2.4では、これまでサポートしていた「AMD CAL（Compute Abstraction Layer） API
（Application Programming Interface）」を使ったプログラミングを廃止し、米Khronos Groupが推進する
「OpenCL（Open Computing Language）」プログラミングに集中する姿勢を示した。標準に依拠して立て直しを、
というところだろう。AMD APP SDKを使ったOpenCLプログラミングについては、発売中の日経ソフトウエア
2011年8月号で詳しく解説している。

　記者は今回NVIDIA GPU向けのプログラムを「CUDA C」と呼ばれるNVIDIAのC言語拡張で書いたが、NVIDIA
もOpenCLをサポートしているので、NVIDIA GPU用のプログラムをOpenCLで書くこともできる。OpenCLなら、
AMD/NVIDIA両対応のプログラムを書けるというわけだ。ただ、OpenCLでの記述は、CUDA Cに比べると面倒
だ。両方のコードを見比べて、自分のプロジェクトに適合するものを選んでほしい。今はまさに、GPUコンピュー
ティングに臨むべきときだ。

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オワコンと言われて早何年？

***おわり***

でもお熱いんでしょ

> 今一番ホットなプロセッサ
わらうところですね

そんなに速いならGPUで直接Windows動かそうよ
爆速なんでしょ

CUDAエンコードQSVエンコードやらの精度を見るに
GPUがCPUの代わりになることはない
CPUがGPUに食われることは十分あり得る

そりゃGPUと違っていろんなことをしなきゃいけないからな。
だったらCPUの代わりをやってみろってのｗ

sandyブリッジディスってんじゃねえよタコ記者が。

動かすソフトがない

結局、6502が最強だったのか

サイヤ人(CPU)とスーパーサイヤ人(GPU)みたいなもんですか？（小学生並みの質問）

>>17
界王と神様みたいなもん

>>1
お前はロリコン

仁みたいに30年前にタイムスリップしてどうにかこうにか富士通がFM-7で天下を取るように歴史を変えてきたら、
90年代にはPOWER PCのFMRが出て、エプソンからもFMR互換機が出て、
モトローラ用にカスタマイズされたWINDOWSは無敵の時代が続いた。

終わらないコンニャクオナニー

ARMならx86余裕で駆逐出来るだろ

CPUがGPUの代わりをすれば良い。
マルチプロセッサなら可能だろ。
GPU無しのPCがあってもいいだろ。

ここ数年ずっと同じこと言っていないか
いつその時代になるんだよ

>>23
そんな名案思いついた的に言われても・・・
とっくにそういう流れになってますやん

地球シミュレーターは違う計算分野で未だ世界1位というのが理解できていないのが>>1の元記事書いてる奴

GPUエンコっていろいろ出てる割にしょぼいエンコしかできないんだな
結局CPUの補助してるのが一番いい

>>1
いや…

そんな小学生みたいなプログラム書いてドヤ顔されても困るんですけど

アホか？
浮動少数計算だけに特化してるGPUが全計算で高い性能を持つCPUの代わりになどなるはずがなかろう
もし仮にCPUとして使ったら半端ない消費電力と発熱で大変な事になるぞ

>>24
数年同じことを言ってるってことは、業界全体で方向性がぶれてない
つまり確実にやってくる未来ってわけだ

直線番長がどうしたって？

CISCのx86はオワコン、これからはRISCの時代だと言っていたけどな。

この程度の記事で日経載るなら、おれも十二分にテクニカルライターでやっていけるなｗ

>>26
流体シミュに振っているからな
スパコンも結局目的があって作っているわけで完全な汎用品なわけでないし

GPU！GPU！

GPGPUなんて始まってもいないのにそのまま終息
ヘテロジニアスも生かすのに何年かかるやら
汎用性向上させて出直してこいよ

ARM以外は全滅する気が

よく知らないんだけどこれからはCELLみたいなヘテロジニアスマルチコアCPUが主流になるんじゃなかったの？
PS3が出たときそんな話があったと思うんだが、そんな兆候一切見られないんだが

汎用計算機には使えない

まあただwebとメールでいいという人にとってはｘ86の必要性がかなり無いのは確か
こいつの記事とは全く違う意味でARMで十分なんだがパソコンに来るのではなくスマホ系にいくだけ
スマホだって5年後にあるかどうかも怪しい

>>25
なんだ、すでに存在するのか。
どんなやつなんだ？

>>38
SandyもLlanoもヘテロ構成
そしてAMDは本気で促進狙ってMSと共同戦線
兆候無いとかいっているのは単に知識不足なだけ

>>28
こういう的外れで嫉妬に満ちたレスが一番来る

このスレ、ガキしかいねえ
年取ったアホなだけかもしれんが

intelのARM対抗ATOMは２０１３だろ？だいぶ遅れとるんじゃね？

>>40
5年後はスマホとかオワコン（）になってるだろうが未だあるだろうよ
技術は進むんだろうが人間も経済もそんなに早く回転できない

えーっとCPUとGPUじゃ特性が違ってその結果計算するものが違うんだろ

走らせるプログラムによる
以上

ivy買っていいの？

Z68だっけ
CPUにGPUの処理もやらせるやつ
どんな具合なんだろう？

>>43
は？

もうCPUいらないんじゃないかな？

>>38
×　IntelはGPGPUに取り組め
○　IntelはMICに力を入れる

×　AMDはどうしている？　今はまさに、GPUコンピューティングに臨むべきときだ
○　AMDはFSA構想を発表した。　今後、ヘテロジニアスマルチコアの時代にどうなっていくだろうか


CPU+GPUかCPU+MIC（メニーコア）かって違いはあるけど、ヘテロジニアスに向かって行ってるのは確実

AMD、NVIDIA、ARM、MSはGPUによるヘテロジニアスを目指してる　（FSAだと外部GPUも使える為、NVIDIAも参加）
IntelはMIC（メニーコア）によるヘテロジニアスを目指してる
今後はヘテロジニアスでもx86のMIC（Intel）対GPUのFSA（AMDなど）ってなるんじゃないかな。

GPUを画像処理以外に使ってもGPUって呼ぶの？

ソフト遺産考えたらx86つかうしかないのが現状

お熱いイメージしかない

＞NVIDIAのGPUは、
＞スーパーコンピューティングの世界で、今一番ホットなプロセッサである。

ホット過ぎるだろ

GPUは単純な計算は馬鹿みたいに速いけど
その代わり割り込み処理に非常に脆いという点。
OSからのさまざまなメッセージを処理する際にこの特性は致命傷。
だからGPUの性能がいくら高くなろうとCPUに取って代わることは(当面は)ない。
スパコンみたいな、決まりきった計算を延々と繰り返すに用途は非常に向いてるけど。

CPUは常に必要だけど
優先順位があきらかに落ちてくるよ
数年前から同じこといってるけどお

最強なのはヘテロメニーコア＋GPU
PS3は時代の先を行き過ぎてた

x86もオワコンって言われて長いよな
いつかは終るんだろうけど

中で一所懸命頑張ってる小さいおじさんをいたわってやれや

NHKでスパコンの開発者が出て言ってたね、これ。
スパコンにGPUを使うのは、日本が開発したらしいよ。

なぜかx68に見えた

>>60
肝心のGPUがショボいけどな

それに必要な冷却ファンのパワーで本体が舞い上がって吹っ飛んでいくレベル

老害「デザイナー君、企画書まだかね！？」

デザイナー「テメーの書類待ちだよｗｗｗｗもう書類もやっとくからUSBんトコで受付でもしてろよｗｗｗｗ」

将来的に生産のコストが下がるようなら
回路を使いまわすって意味での今のCPUは減っていくんだろうけど
そうなれば次世代映像コンテンツでも登場しない限りGPUの方がオワコン化する

そんなスパコン並の性能のパソコンを使って２ｃｈをするお前たち
まさに、猫に小判だな

>>69
豚に真珠と言ってくれ

Linpackみたいに力業で何とかなるベンチのみを信じてる記者がいてワロタ。
中国のXeon+Linuxの”スパコン”が評価されてるのは泣けてくる。

大切なのは、CPU開発、スパコンOS開発ができることなのにね。
その上での1位が大切。

>>70
シャルたんぶひいいいい

OS様の殿様っぷりぱねぇな

x86の携帯端末分野での立ち遅れは後々やばいことになるような気がする。

>>71
スパコンもコモディティの時代だから

こんなことできたんならラデオンじゃなくてンビディア買っとけばよかった

数値演算プロセッサｗ
386、486じゃねーんだからｗ

>>76
つ ATI Stream

自作板のアーキスレの方がよっぽどためになりそうだ

x86の命令実行できるGPUをたくさん積めば勝てる

>>80
intelのララビーというものがあってだなｺﾞﾌﾝｺﾞﾌﾝ

結局x86、Z80、MC6800全部生き残ってるじゃん

>>1のスパコンランキング一位の豆腐ってなんだよ

スカラプロセッサとベクトルプロセッサじゃあ得意分野が違うよ。
人間が操作するような予測不可能な処理はスカラありきだろ。

GPUの話してるのにゲームのゲの字も出て来ない記事ってのも凄いな
コピペされた分だけでソースまでは読んで無いけど

ボルトが足速いからオリンピックの全種目に出ればいいって言ってるようなもんじゃん

FUSION見てると、GPGPUやるのも大変そうね
CPUとのリニアなメモリ空間、ドライバレスで動かせるのはまだまだ先

>>2
「京」って「K」って言われてんだね。なんか味気ない

X68かと一瞬。

ついにCPUがI/Oコントローラになり下がる時が来たか。