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最初にテスト結果の引用先であるSPEC CPU2006ベンチマークテストについて簡単に説明します. このテストはアメリカの非営利団体であるSPEC委員会が実施する、HPC計算機に関する実用性と専門性に富んだ、HPC分野を代表するベンチマークテストです.
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そのためこれらの情報を自在に比較でき、時間軸の中で改良が進み、計算環境がどのように変化し、それによって性能がどのように向上したかを詳細に観察することができます. またこれらの情報はHPC計算機の設計に利用できるだけでなく、高い精度で次世代のHPC環境の予想に役立ち、次期システムの構想の資料としても有用です. Intel Xeonプロセッサはベンチマークで健闘している SPEC
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CPU2006ベンチマークテストが公開された当初は複数のRISCプロセッサが高い性能を誇示していました. そして現在ではIntel Xeonプロセッサだけがテストで健闘し続けているという状態です. 主力サーバベンダーは、ほぼすべての機種上で、ほぼすべてのプロセッサについての、膨大なテスト結果を公開しています. 動作環境の情報公開
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SPEC CPU2006ベンチマークテストでもうひとつ重要なことは、テストで使用される様々な環境の情報が詳細に公開されていることです. それはOS関連、コンパイラ関連、数値演算ライブラリ関連、コンパイラオプション関連など、細部の情報まで公開されています. しかもそれらの情報はベンチマーク結果とセットで公開されていますから、環境の選択の違いによる性能の変化も確認できます. たとえば、Windows OSと、さまざまなLinux ディストリビューションでの性能の違いや、開発環境の違い、マザーボードのチューニングの違いによる性能の違いも明らかになり、多くの疑問符が解消されます. 膨大なテスト結果を掲載したデータベースの公開 SPECベンチマークテストで公開されている情報は、テストが開始された2006年の後半の情報から現在まの情報まで膨大なテスト結果がデータベース化されて公開されています.
テストで使用されるHPCアプリケーション・セットの特徴
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SPEC CPU2006ベンチマークテストの特に大きな特徴は、テストで使用されるアプリケーション・テスト・セットの作成方法にあります. テスト・セットの作成には、主要なHPCアプリケーション開発グループの協力があり、ソースコードとインプットファイルの提供を受け、17種類の浮動小数点演算アプリケーションと12種類の整数演算アプリケーションを合わせた、計29種類のHPCアプリケーションから成るテスト・セットが完成しています. このテスト・セットは、多くのアプリケーション開発者の協力により、HPC分野を広くカバーし、HPC分野の現実を忠実に反映する、「HPC計算機の登竜門」としての役割を担える、優れたベンチマーク・テストに仕上がっています. テスト・セットの取り扱いルール さらにSPEC CPU2006ベンチマークテストは、テスト・セットの取り扱いにも厳しいルールが定められています. テスト時に、ソースコードの変更は認められず、実行モジュールはソースコードからスクラッチでビルドしなければならず、コンパイル作業はテスト対象となる計算機で行うことが義務づけられ、テストで使用される実行モジュールはこのようにして生成されたものを使用しなければならないなど、そのルールは細かく定められ、テストの一貫性が保たれるように考えられています.
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計算機と開発環境の構築ルール
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さらに計算機や開発環境の構築にも厳しいルールが定められています. テストに使用される計算機や開発環境は、誰もが何処でも簡単に入手できる一般的な製品でなければならず、しかもその製品は市場に登場してから一定の期間を経た普及品であることが求められています. このようにテスト環境についても一般性が強く求められるテストです. コンパイラの使用ルール SPEC CPU2006ベンチマークテストではコンパイラによるアプリケーションの最適化についてもルールが定められています. SPEC CPU2006では、ソースコードの変更による最適化は認められていません. 金属を加工・溶接・鋳造等で過熱・冷却すると、その表面下には応力が発生し後々、ひずみ・クラック等のトラブルが発生します. 一般的にこれらの応力は熱処理によって除去されますが、バイブロダインではワークに特殊な機械的振動を加えることで同等の効果を得ることが可能です. バイブロダインは新しい振動式金属内応力除去・金属安定化装置です. 金属に残留応力がある場合、その金属原子の構造には欠陥があり、熱処理では熱エネルギーを加えることによって、また、バイブロダイン処理では振動エネルギーを加えることによって、金属原子の運動を活発にし原子構造の欠陥を補正します. 内 容
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概念図 共振域の測定 Scan1 振幅の上昇点の周波数(FL1)および共振点の周波数(FH1)を測定する.
このような優れたベンチマークテストは他にも、「コンシューマーズ・ユニオン
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」による自動車の燃費テストや、「米国道路安全保険協会」による自動車の衝突安全性テストなどが知られています. これらの団体は厳しいテストを実施し結果を公表することで、自動車の低燃費性や衝突安全性を向上させ、社会の発展に寄与しています. SPEC CPU2006ベンチマークテストもこのような団体のテストと同様に、厳しいテストを実施し結果を公表することで、HPC計算機の特性を隅々まで明らかにし、HPC分野の発展に寄与しています. その理由は、SPEC CPU2006ベンチマークテストは、HPC計算分野の現実を忠実に反映したテストであり、このテストを正常に動作させ、所定の性能を発揮させることは、HPC計算機の登竜門として十分に機能するためです. すなわち、このテストを実施するためには、計算機本体をはじめ、OS環境や開発環境など、システム全体の完成度を高めることになり、それを実現することは同時に、膨大なHPCソフトウェアを長期に亘って高速・安定動作させる計算環境を実現することであり、それは優れたHPC計算機を構築することそのものだからです.
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またこのテストを実施し、HPC計算機環境の完成度を高めることは結果として、HPC環境の乱開発を抑え、部分的に性能が突出した計算機を淘汰し、使いやすく性能のムラが少ない計算機の実現に貢献しました. そしてこのような優れたHPC計算機の発達は、HPC計算をさらに普及させ、HPC計算の黄金期を招いたのです. このようにSPEC
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CPU2006ベンチマークテストは、単なるベンチマークテストの枠を超え、HPC計算環境を発展に導く意義深いテストです. SPEC CPU2006ベンチマークテストの理解を深めること このような点も意識しながらSPEC CPU2006ベンチマークテストの結果を観察するためには、SPEC CPU2006ベンチマークテスについて予備知識が多いほうが理解が深まりますし、テストに対する信頼感も増し、利用用途も広がります. そこで最初にSPEC CPU2006ベンチマークテストの特徴を紹介します. 初期のころは性能競争の側面もありましたが、現在では、所定の性能が間違いなく出ていることを示すためのテストという側面の方が強くなっています. 性能競争ではなく、品質水準競争として、性能を揃えることが大切になっています. この情況は、今後も何か劇的なブレークスルーが起こらない限り、続くだろうと考えています. なぜなら、Intel Xeonは圧倒的な生産量と販売金額があり、それを背景とした開発力によって、HPCの周辺技術の多くを内部に抱え込み、一貫した生産・開発体制でHPCに必要な製品群を、高い整合性を維持して製品化し、ユーザに提供し続ける体制を確立しています. SPECベンチマークテストは、このIntelのHPC開発部隊が、全体の開発の基準として利用しているベンチマークテストだと考えることができます.
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すなわちコンパイラ・オプションの変更によって、アプリケーションのシリアル処理性能がどれほど変化し、さらに並行処理ではボトルネックの影響を受けながら、どれほどの性能を発揮するかを確認できます. 厳しいルールの価値
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このように、SPECベンチマークテストでは、ソースコード・セットの取り扱いから、ベンチマーク環境の構築、そしてベンチマークテストの実施に至るまで、テストの全過程で厳しいルールが定められています. そしてこれらのルールは、テスト結果の信頼性を高め、その利用用途を広げるため重要です. なぜならもしテストのルールが甘く、ソースコード・セットが最適化されたり、特別なハードウェアが使用されたり、未公開の開発環境が搭載されたり、別の場所でコンパイルされたバイナリが使用され、そのようなテスト環境による結果がベンチマーク結果のデータベースに紛れ込むと、HPC計算機の基準テストとして信頼して使用できなくなります. 厳しいルールによってテスト環境が世界標準に水準を合わせているからこそ、その結果を安心して広く応用できるのです.
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