現在のデーターセンターに置ける省エネ型コンピューターを考察
現在のデーターセンターに置ける省エネ型コンピューターを考察
２０２４年９月１５初稿
１．目的
演算処理≪≒情報処理≫能力を変えずに省エネルギーに成る
コンピューターシステムを考察した！
２．実現方法
省エネルギーを考えると言う事は、何にエネルギーを使用し
て居るか考え、其れを減らす事を考察する！
今のデーターセンターでコンピューティング応用として意外
と使用頻度が多いのが画像処理です！ＡＩ技術と言って居る
が、画像の比較とか生成の基本は、画像処理技術をＡＩ技術
が使用して居る？！
そこで解説マガジン『画像処理ライブラリ解説』を儲けて
一般読者様向けに技術解説講義を行って居る専門家として
意外とコンピューティング資源≪大容量記録用半導体メモ
リーセル≫の無駄遣いが多い≪画像処理には高速に処理しな
ければ成ら無いのでトレードオフとし高速化の為にメモリー
の無駄遣いをしている≒処理として１ビット（０か１）情報
しか必要が無くても従来のＣＰＵでは、最低アクセス単位が
１バイト（８ビットで構成して０～２５５とか、－１２８～
０～１２７と見なして使用）なので１ビットしか不要だが、
１バイトを８個のビット集まりと見なして任意の１ビットへ
のアクセスには手間と時間が掛かってシマウので１ビットの
データ（０か１）も１バイトのデータとして扱う方が高速に
処理可能≫です！
参考として従来のＣＰＵのブロック図を示します！
ここでＩＦ＝インストラクション・フィッチ≪ＣＰＵが、
メモリにアクセスして命令を読み出す⇒ＣＰＵが処理動作を
行う命令を解読する機能≫、
ＭＭＵ＝メモリー・マネジメント・ユニット≪ここで省エネ
ルギーの肝に成る部分だが、このブロック図ではキャッシュ
メモリー≒処理高速化の為のＣＰＵ外部の遅いメモリーでの
データをＣＰＵ内の速くアクセス出来る一時置き場に置く事
の管理に使用する機能≫
Ｉ／Ｏ＝アイ・オー≪ＣＰＵ外部とのデーター入出力機能≫
ＲＥＧ＝レジスター≪ＣＰＵの機械命令でデーターを明示的
に格納する機能≫
ＡＣＣ＝アキュムレータ≪四則演算（＋－×÷）とかビット
毎の論理演算（ＡＮＤ＝論理積・ＯＲ＝論理和・ＮＯＴ＝
論理否定）及びシフト操作（左右ビットシフト・左右ロー
テーション）等のＣＰＵのハードウェア演算をする機能で
半導体ＣＰＵ黎明期はココでの演算の高速化や機能の種類を
増やす事に凌ぎを技術的に競っていた≫
エッセイ『期待：ビヨンド半導体開発構想』では、省エネで
無く、画像処理の高速化の為のＣＰＵへの要望を出したが、
期待した「ビットアクセスが容易に成る」ＭＭＵ機能こそが
省エネルギー技術です！
勿論、理解している読者様だから、画像処理で無くてもメモ
リの無駄遣いをして居る事は理解して頂いた筈です！だから
省エネルギーには、メモリ不足をＣＰＵのＭＭＵがビットア
クセスや類似するハーフバイト（４ビットアクセス）対応等
に最適化し、動作するコンピュータプログラムを記載して居
るソースコードも一部≪Ｃ言語では「ｉｎｔ・ｃｈａｒ」等
の基本型名を１ビットサイズを示す「ｂｉｔ」とか４ビット
サイズを示す「ｆｂｉｔ」に≫記述にＡＩ技術で自動的に
変更して再コンパイルすれば、メモリーセルの数を減らせる
ので省エネルギーに成る事は理解して頂ける筈！
３．余談
私は、エッセイ『働き方改革』で記載した様に脳梗塞経験者
とし、現場から強制離脱サセラレタので最新のＣＰＵ事情に
は残念ながら疎い！ヒョットシテ「ビットアクセス」まで
搭載したＣＰＵがあるかもしれませんので読者様の中で若し
ご存知の人が居たら、コメントに情報を記載していただけれ
ば嬉しく思います。