Papers/2012/yutaka-master: presen/presen1.html comparison

comparison presen/presen1.html @ 23:02067287fac3 draft

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author	Yutaka_Kinjyo <yutaka@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
date	Sun, 12 Feb 2012 23:01:44 +0900
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-:fe88829c8fe3
+:02067287fac3
 以上の問題点を解決するため
 <ul>
 <li>ソフトウェアMailQueueの実装</li>
 <li>TaskをグルーピングするTaskArrayの実装</li>
 <li>明示的なDMAロードを隠蔽するMemorySegmentのAPIの実装</li>
-</ul>
+</ul><br>
 などの改良を行い、信頼性のある並列プログラミングフレームワークを目指す。
 </font>
+<li class="slide">
+<h1>発表構成</h1>
+<ul>
+<li>Cellの機能</li>
+<li>Ceriumの構成</li>
+<li>Ceriumに行った改良とその効果</li>
+<ul>
+<li>TaskArrayの実装(Mailの待ち時間の削減)</li>
+<li>ソフトウェアMailQueueの実装(Mailの待ち時間の削減)</li>
+<li>MemorySegmentの実装(アーキテクチャ依存記述の隠蔽)</li>
+</ul>
+<li>まとめ</li>
+<li>今後の課題</li>
+</ul>
 <li class="slide">
 <h1>Cell Broadband Engine</h1>
 <font size="5">
 </p>
 </font>
 <li class="slide">
-<h1>DMA転送</h1>
+<h1>Cellの機能(DMA転送)</h1>
-SPE は直接 MainMemory にアクセスできない。 明示的な DMA 転送命令を用いてデータにアクセスする。データは
+<font size="6">
+Cell の SPE は直接 MainMemory にアクセスできない。 明示的な DMA 転送命令を用いてデータにアクセスする。転送するデータの条件として
 <ul>
 <li>16アラインメントに揃える</li>
-<li>16byte の倍数のサイズ</li>
+<li>16byte の倍数のサイズでなければならない</li>
-<li>一度の転送は16KB の大きさまで</li>
+<li>一度の転送は16KB の大きさまでできる</li>
-</ul>
+</ul><br>
+プログラムが明示的にDMA命令を発行して、データ転送を行う
-<li class="slide">
+</font>
-<h1>Mailbox</h1>
+<li class="slide">
+<h1>Cellの機能(Mailbox)</h1>
+<font size="6">
 PPE と SPE の通信には Mailbox を用いる
 <ul>
 <li>PPE と SPE 間で32ビットメッセージの交換ができる</li>
 <ul>
 <li>SPU inbound Mailbox: PPE -> SPE</li>
 <li>SPU Outbound Mailbox: SPE -> PPE</li>
 <li>SPU Outbound interrupt Mailbox: SPE -> PPE (割り込み)</li>
 </ul>
-</ul>
+</ul><br>
+</font>
 <li class="slide">
 <h1>Cerium</h1>
+<font size="6">
 Cerium とは
 <ul>
 <li>並列プログラミング用のフレームワーク</li>
 <li>学生実験での使用を考慮して PS3/Cell, Linux, MacOSX で動作する</li>
-<li>構成</li>
+<li>Ceriumの構成</li>
 <ul>
 <li>TaskManager</li>
 <li>RenderingEngine</li>
 <li>SceneGraph</li>
 </ul>
 </ul>
+</font>
 <li class="slide">
 <h1>TaskManager</h1>
 TaskManager とは Task のスケジューラ
 <ul>
 <li>Task とよばれるデータ構造を提供</li>
-<li>処理(単位は関数に近い)を Task で記述していく</li>
+<li>ユーザは処理(単位は関数に近い)を Task で記述していく</li>
-<li>定義された、Task の情報に沿って各コアに処理を割り振る</li>
+<li>定義されたTask は、Task 情報に沿って各コアに処理を割り振られる</li>
-</ul>
+</ul><br>
 Task で記述された部分の、自動的な並列処理スケジューリングを行う。
 <li class="slide">
 <h1>RenderingEngine(1/2)</h1>
-PS3 では Graphics Engien の仕様が公開されていないので、独自の RenderingEngine を開発した。
+PS3 では Graphics Engine の仕様が公開されていないので、独自の RenderingEngine を開発した。
 Task で記述され、主に3つの Task から構成される
 <ul>
 <li>CreatePolygonTask</li>
 <ul>
 <li>モデリングデータを、三角形のポリゴンに変換する</li>
 <img class="scale" src="pix/rendering3.png" width="50%" alt="" title="At a Glance" />
 </p>
 <li class="slide">
 <h1>SceneGraph</h1>
-ゲームのシーンを構成する木構造のグラフ。
+ゲームのシーンを構成する木構造のグラフ。各 Node がゲームのオブジェクトになる。オブジェクトには Move 関数と collision  関数が設定でき、ステイトパターンで入れ替える。
-<li class="slide">
+<p style="text-align: center;">
-<h1>Cerium の改良</h1>
+<img class="scale" src="pix/scenegraph1.png" width="30%" alt="" title="At a Glance" />
+</p>
+<li class="slide">
+<h1>Cerium の改良(Mailの待ち時間)</h1>
 <font size="5">
 RenderingEngine を用いた例題で、ball bound, panel がある。(FPS = Frame per second)
 <table border="1" cellspacing="0" cellspacing="2" cellpadding="5"  align="center">
 <tr>
 <ul>
 <li>球が跳ねる例題。</li>
 </ul>
 </ul>
-ball bound では Mail 待ちが約70%と、稼働率が出ていない。<br>
+ball bound では Mail 待ちが約70%、稼働率23%と十分な稼働率ではない。(panel は ball bound より描画の処理が重く、その分稼働率が高くなっている)<br>
-panel は ball bound より処理の描画の処理が重く、その分稼働率が高くなっている。
+アムダールの法則より稼働率がでないとマルチコアの性能は発揮されない。フレームワークとしての信頼性が十分でない問題がある
-アムダールの法則より稼働率がでないとマルチコアの性能は発揮されない。フレームワークとしての信頼性が十分でない
 </font>
 <li class="slide">
 <h1>Mail 通知のスケジューリング</h1>
+稼働率を向上させるために、Mail の待ち時間を削減する。<br><br>
 Cerium では SPE が Mail で 待ち時間が発生するタイミングは2つ
 <ul>
 <li>TaskList を待つ場合</li>
-<li>Mail の書き込みを待つ場合</li>
+<li>SPE から Mailbox へ書き込む際の待ち</li>
-<ul>
-</ul>
 </ul>
 <li class="slide">
 <h1>TaskListのMail待ち</h1>
 TaskList は処理する Task の List である。PPE で生成され SPE へ Mail で通知される
 TaskList が生成され SPE に通知されるまで、SPE に待ち時間が発生する。
 <li class="slide">
 <h1>TaskArray(1/3)</h1>
-TaskList は Cerium 側で固定長であり、ユーザは変更することができない。ユーザが設定できる TaskList のようなものが、TaskArrayである。TaskArray は複数の Task をグルーピングできる。
+<font size="5">
+Task毎に依存関係の解決のため、Mail を通知する。バリア同期など複数の Task が同じ Task を待つ場合にはグルーピングできる。
+Task のグルーピングを可能にするために TaskArray を実装した。
 <p style="text-align: center;">
 <img class="scale" src="pix/taskarray1.png" width="80%" alt="" title="At a Glance" />
 </p>
+</font>
 <li class="slide">
 <h1>TaskArray(2/3)</h1>
 例えば　TaskListのサイズが4, TaskArray のサイズが4の場合、Task が8個の場合
 <th>21.3%</th>
 <th>11.1%</th>
 <th>67.6%</th>
 </tr>
 <tr>
 <th>あり</th>
 <th>4.2</th>
 <th>22.5%</th>
 <th>5.7%</th>
 </font>
 <li class="slide">
 <h1>MailQueue(1/3)</h1>
-ソフトウェア MailQueue の実装
+Task 毎の Mail 書き込み時の待ち時間を削減するため、MailQueue を実装した。
 <ul>
 <li>SPE から Mailbox に書き出せない場合に MailQueue へと書きだす</li>
 <li>MailQueue に Mail がある場合は、MailQueue から Mailbox へ書き出す</li>
 <li>MailQueue に残っている Mail は TaskList のTask を消化した時点で、すべて書き出す処理を挟む</li>
 </ul>
-Task 毎の Mail 書き込み時の待ち時間を削減するのが目的
 <li class="slide">
 <h1>MailQueue(2/3)</h1>
 Mailbox に書き込めない場合は、MailQueue に書き込む例
 <img class="scale" src="pix/mailqueue1.png" width="70%" alt="" title="At a Glance" />
 </p>
 <li class="slide">
 <h1>MailQueue(3/3)</h1>
+<font size="5">
 MailQeueuの効果
-<font size="5">
 <table border="1" cellspacing="0" cellspacing="2" cellpadding="5"  align="center">
 <caption>ball bound</caption>
 <tr>
 <th>MailQueue</th>
 <th>FPS</th>
 </tr>
 </table>
 </font>
-<li class="slide">
+ball bound , panel ともに Mail 待ち時間が削減され、稼働率、FPS の向上につながった。
-<h1>MemorySegment(1/7)</h1>
-CreateSpanTask では明示的にDMA転送命令を記述している。
+<li class="slide">
+<h1>Ceriumの改良(アーキテクチャ依存記述の隠蔽)</h1>
+RenderingEngine の Task内 では明示的にDMA転送命令を記述している。
 <ul>
 <li>処理するデータ構造上の理由、Task内でのデータロードが必要</li>
 <li>DMA転送命令は Cell アーキテクチャ依存の記述</li>
 <li>他のアーキテクチャなどでは不要</li>
 </ul><br>
+フレームワークとしての汎用性に欠ける。
 アーキテクチャ依存の記述を隠蔽できるAPIが必要になった。
 <li class="slide">
-<h1>MemorySegment(2/7)</h1>
+<h1>MemorySegment(1/6)</h1>
 明示的なDMA転送命令を隠蔽するため MemorySegment を実装した
+MemorySegemnt はデータ構造。LS 内のデータを管理する。
 <ul>
 <li>一定のメモリを確保し、ハッシュで管理(LRU方式)</li>
 <li>API 内部で自動的なキャッシュを行う (サイズは任意に設定できる)</li>
 <li>dma 命令を MemorySegment というデータ構造を操作する命令に置き換える</li>
 <ul>
 <li>dma_wait -> wait_segment</li>
 </ul>
 </ul>
 <li class="slide">
-<h1>MemorySegment(3/7)</h1>
+<h1>MemorySegment(2/6)</h1>
 <p style="text-align: center;">
 <img class="scale" src="pix/getsegment1.png" width="50%" alt="" title="At a Glance" />
 </p>
 <li class="slide">
-<h1>MemorySegment(4/7)</h1>
+<h1>MemorySegment(3/6)</h1>
 <p style="text-align: center;">
 <img class="scale" src="pix/putsegment1.png" width="50%" alt="" title="At a Glance" />
 </p>
 <li class="slide">
-<h1>MemorySegment(5/7)</h1>
+<h1>MemorySegment(4/6)</h1>
 明示的に記述したDMA転送命令の例
 <pre>
 loop() {
 tmp_data = get_data;
 }
 </pre>
 <li class="slide">
-<h1>MemorySegment(6/7)</h1>
+<h1>MemorySegment(5/6)</h1>
 MemorySegment を適応させた例
 <pre>
 loop() {
 wait_segment(put_ms);
 calc(get_data);
 }
 </pre>
 <li class="slide">
-<h1>MemorySegment(7/7)</h1>
+<h1>MemorySegment(6/6)</h1>
 MemorySemgment を導入
 <ul>
 <li>アーキテクチャ依存の記述を隠蔽することに成功した</li>
 <li>汎用的な Task 内でのデータ転送APIとして使用でき</li>
 <li>Core i7, Xeon などの汎用のメニーコアにも対応可能</li>
-<li>CreateSpanTask 内のデータロードと、DrawspanTask の Texture のロードに使用している</li>
+</ul>
-</ul>
+<li class="slide">
-<li class="slide">
+<h1>まとめ(1/2)</h1>
-<h1>まとめ(1)</h1>
 並列プログラミングフレームワーク Cerium の改良を行った。
 <ul>
-<li>Mail の待ち時間を削減、稼働率とFPSの向上に成功</li>
+<li>MailQeueu, TaskArry を実装、導入した。その結果 Mail の待ち時間の削減、稼働率と FPS の向上に成功した</li>
-<li>汎用的なデータ転送APIを実装した</li>
+<li>MemorySegment を実装し、汎用的なデータ転送APIが利用できるようになった。Cell アーキテクチャ依存の記述の隠蔽に成功</li>
-<li>Cell アーキテクチャ依存の記述の隠蔽に成功</li>
+</ul><br>
-</ul>
+以上の改良を行い、稼働率の向上、アーキテクチャ依存のコードの排除に成功し、フレームワークとしての信頼性が向上した。
 <li class="slide">
-<h1>まとめ(2)</h1>
+<h1>まとめ(2/2)</h1>
 改良の効果を示す
 <font size="5">
 <table border="1" cellspacing="0" cellspacing="2" cellpadding="5"  align="center">
 </table>
 <li class="slide">
 <h1>今後の課題</h1>
-アムダールの法則より、
+<ul>
+<li>SceneGraph 部分の Task 化</li>
-<li class="slide">
+<ul>
-<h1>自動的な依存関係の解決</h1>
+<li>Task 化によって並列化率の向上</li>
+</ul>
-<li class="slide">
+<li>自動的な依存関係の解決</li>
-<h1>Task 化による並列化率の向上</h1>
+<ul>
+<li>扱うデータから Task の依存関係がわかる</li>
-<li class="slide">
+<li>ユーザが複雑な依存関係を設定しない</li>
-<h1>SPE の LS の利用方法</h1>
+</ul>
+<li>プログラムとデータの On demand Load</li>
+<ul>
+<li>プログラムコードはすべて LS に置いている</li>
+<li>LS の容量を圧迫しプログラムが動作しなくなる</li>
+<li>すべてのデータを扱う包括的なデータ構造が必要</li>
+</ul>
+</ul>
 <li class="slide">
 <h1></h1>
 /*end*/

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comparison presen/presen1.html @ 23:02067287fac3 draft