インテル ソフトウェア カンファレンス 2011 札幌に参加してきた

札幌JRホテルで開催され、昼食付きで、「Cilkがやってきた」という本まで貰って、高速並列化の話まで聞けて凄いカンファレンスでした。なのに、席が空いている…。これはもったいないです。2012年も開催したいそうなので、札幌のC++の技術者は是非とも参加するようにしましょう。

　最初のセッションは、intel CPU Sandy Bridge の最適化について、SSEの流れを汲むベクトル・エクステンションのバス長が２倍の２５６に拡張されたAVXというものが登場とか、１次キャッシュ～３次キャッシュの構造やら、分岐予測の話やら、ロード＋演算の組がμops になった話、最初からレジスタにZEROを割り当てるゼロ・イディオムの話、プリフェッチ・キューの話やら、深良い話が聞けた。ハイパースレッドでは、コアで、キャッシュを共有するよなんてのは知らなかったです。
　tipsぽい話では、Sandy Bridge では、ローテーションとシフトの速度が逆転してますよとか、16bit命令と32bit命令を混在させるとペナルティ食らいますよとか、ロードバンク衝突があるので先にロードを済ませましょうとか、将来的には、CPUによる乱数生成命令がサポートされますよとか、RSDTC の拡張命令として、コア番号と経過クロックの組を返す命令がサポートされますよとか…。こうやって振り返ってみると、結構ボリュームがあります。

　続いて、インテル Parallel Studio XE の使い方から、コンパイラ・オプションの話。これまた、ためになる内容が盛りだくさん。普通はインテルのコンパイラを使うだけで、何もしなくても 30%ぐらいは速くなるから、人を導入して速度アップをするぐらいならコンパイラ買った方がマシって事になるみたいです。デモの内容を見ても、実際速くなってました。C++のコードを使って、OpenMPやら、自動ベクトル化(SSE命令)をしてマルチスレッドによる高速化なり、ベクトル演算による高速化なりを実現。コンパイル・オプションで最適化のヒントなんてのもあって、/Qguide4 とかすると、コンパイラが、「ここのベクトル化に失敗したでー」「ここのループは、マルチスレッドで並列化した方がいいでー」とか、べらべら羅列してくれて、面白い。

　インテル Cilk Plus によるソリューションというセッションが、また面白かった。OpenMP を使って並列化させる事は、できるけども職人技が必要で、速度を上げる事は難しい。例えば、並列化するにあたって、ジョブの割り当てを工夫しないと１つのスレッドに負荷がかかって他のスレッドが遊んでしまうとか、メモリ・キャッシュを考慮して処理単位をメモリが集中している粒度に分けて並列化するとか、奥が深い。これらの問題をもっと簡単に書けるようにしましょうというのが、Cilkだ。
　ちなみに GCC の次期バージョンでは、Cilkが実装されると決定しているようなので、決してインテル独自の仕様に留めるつもりでは無いようです。Cilk の特徴は、大きく３つあるように思います。

　１つ目は、MapReduce のように、並列化をサポートするための仕組みをサポートする事。下のコードは、動作検証していないので、雰囲気だけ味わってください。

cilk::reducer_list_append<char> res;
  cilk_for(int i = 'A'; i < 'Z'; ++i ) {
    res.push_back( static_cast<char>(i) );
  }

　こうする事で並列化しながら順序を保って処理がされます。cilk::reducer_opadd<int> とかを宣言して、合計の計算を並列化してみたりできます。

　２つ目は、副作用の無いループ中の演算表現。関数型言語を勉強していると、ピンとくるかと思います。私は、こう解釈しましたが、本当は、コンパイラがSSEの命令を使って最適化しやすい表記を考えたら、こうなったって事なのかもしれません。これも動作検証は未です。

y[:] += a * x[:];

　配列に対して、レンジ演算が記述できます。

　３つ目は、自動負荷分散。処理の単位をCilkが自動で分割し、スレッドへの処理割り当てを自動化してくれます。

　特別講演は、ディジタル・ワークス株式会社さまのインテル・コンパイラー導入事例紹介。TBB の allocator とか、tbb::concurrent_hash_map,tbb::concurrent_queue とか、速くていいです！との事。

　最後にインテル・アーキテクチャにおける並列分散処理のための技術交流サイト IA Software User Society がオープンしたので、皆さん是非参加してくださいとの事でした。会員になると、特別な資料とかも用意されています。無料です。

　インテル・ジャパンの皆様、XLsoftの皆様、ディジタル・ワークスの皆様、ありがとうございました。楽しかったです。

追記：Cilk は強烈で、今後を占う上で重要な役割を担いそうな印象を持っているのだが、この書き込みは人気が無いようだ…。