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CPUなどの演算について質問です。

スパーコンピューター「京」などは1秒間に1京回の計算が出来るといわれていますが
この計算というのはどの程度の計算を1京回出来るのでしょうか?
1+1=2が1秒間に1京回なのか複雑な多元方程式のようなものが1秒間に1京回できるのか基準がよくわかりません。
どの程度の計算もしくは定量を基準に1京回としているのかご教示ください。


●質問者: quocard
●カテゴリ:コンピュータ 科学・統計資料
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 5/5件

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1 ● パパトモ
●20ポイント

以下WikiのFLOPSより抜粋
FLOPS(フロップス、Floating-point Operations Per Second)はコンピュータの性能指標の一つ。1秒間に浮動小数点数演算が何回できるかという能力を理論的/実際的(実験的)に表した値のこと。コンピュータの性能指標としては、他にMIPSやメモリバンド幅,トランズアクション処理速度などがあるが、FLOPSは科学技術計算やシミュレーションを行うスーパーコンピュータ等の性能を表す際に用いられることが多い。


一般的にCPUの計算速度は、CPUが直接理解できるプログラムでの実行回数で計測します。しかし科学技術などで利用されるスパーコンピューターの場合には、浮動小数点数演算が何回できるかという能力を指標にすることが多いです。「京」では1秒間に1京回(10ペタフロップス)行えるということです。


quocardさんのコメント
回答ありがとうございます。 1京回分の1の能力は浮動小数点数演算1回分と解釈していいのでしょうか。

2 ● きゃづみぃ
●20ポイント

http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070404/267378/
これは 機械語の1命令のことだと思います。

CPUは 機械語とよばれる情報を 一回のタイミングで読み込みます。
そして それを処理していきます。

CPUに理解させるための最小単位ですね。

最近は 64bitのパソコンやOSが普及してきました。
この64bitというのは CPUに 64本の入力のための線がついているのです。
CPUの動作速度を 表すのに 周波数というのがあります。
これが高いほうが速いといえます。
周波数は どのタイミングで 読み込むかということです。
コンピューターの基本は 2進数です。
これは どうやって表現するかというと 電圧が高いか低いかによって表現されます。

CPUは、64本の線の中の電圧が 高い線と 低い線により 情報として 判断するのです。

電圧は 瞬時に切り替わったり、長く同じ電圧が 続いたりします。
それは 与える情報によって変わるのです。


3 ● oil999
●20ポイント

スーパーコンピュータ「京」は、1京FLOPS(10ペタFLOPS)の計算能力があります。

1FLOPSは、1秒間に1回の浮動小数点計算ができることをあらわします。
FLOPSには理論値と実測値があります。

理論値は、CPUが1秒間に実行できる浮動小数演算命令の数から導き出すものです。「京」は理論値では11ペタFLOPSの能力があるとされています。

実測値は、PAPI(http://icl.cs.utk.edu/papi/)などのツールを使って、ある時間内に実際に実行できた浮動小数演算命令の数をカウントします。
「京」は実測値で10ペタFLOPSを叩き出しており、理論値の約93%の能力を発揮しました。
多くのスパコンの実測値が70?80%どまりであることを考えると、「京」の実行能力は群を抜いていると言えます。


4 ● a-kuma3
●20ポイント

政府広報から。

コンピュータの計算性能は、1秒間にどれだけ計算することができるかということを基準にした「フロップス」という単位で表されますが、現在の世界上位のスーパーコンピュータの計算性能は数十テラフロップス以上、つまり、1秒間に数十兆回以上の計算を行うことができる計算性能をもっています
...
「京」がもつ計算性能10ペタフロップスとは、足し算や掛け算などの計算を1秒間に1京回(=10,000兆回)行える能力です。

http://www.gov-online.go.jp/useful/article/201201/3.html

もし、引き算だけが得意なコンピュータが作れたとしたら、ちょっとずるくない?
というわけで、性能の測定方法が決まってます。

*世界で最も高速なコンピュータシステムの上位500位までをランク付けするプロジェクトで、毎年6月と11月の2回、リストの更新を発表している。ランク付けはLINPACK(リンパック)と呼ばれるベンチマークによって行われる。

http://www.gov-online.go.jp/useful/article/201201/3.html

Linpack ベンチマークにも、いくつかの種類があって、今は HPLinpack というのが使われます。
概要についてはこちら。
http://ja.wikipedia.org/wiki/LINPACK#HPLinpack

単純に掛け算なんかの回数を調べるのではなく、具体的な問題を解く性能を測ります。


先の Wikipedia のページにも記載されていますが、TOP500 のページがこちらです。
http://www.top500.org/project/linpack/

そこから、実際に測定につかわれる HPL のプログラムも参照することができます。
http://www.netlib.org/benchmark/hpl/

Linpack ベンチマークや TOP500 についての FAQ もありますので、ご参考に。
http://www.netlib.org/utk/people/JackDongarra/faq-linpack.html


5 ● otusoham
●20ポイント

http://www.aics.riken.jp/jp/k/system.html

こちらが参考になるかと思います。

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