1. もしも…
Javaでヘテロジニアスコア
が
使えたら…
2011/11/09
末永 恭正（ @YaSuenag ）

2. 自己紹介
すえなが やすまさ
• 末永 恭正 （ @YaSuenag ）
• NTT OSSセンタ勤務
– Javaの障害解析なんかやってます
– たま～にOpenJDKのパッチ書いてます
• 主にJavaとlibcの間を漂う人間
• 基本、サンデープログラマー
– ObjectPascal（Delphi）大好き
– アセンブラも結構好き

3. Sumatra
の
ゴール

4. Sumatraのゴール
http://openjdk.java.net/projects/sumatra/
第一目標： GPU・APUでパワーアッ
プ！
• GPU上で動作するコードの生成
• ランタイムサポート
 Lambda
 APIサポート など
• GCのGPU上での実行

5. sumatra-dev@openjdk.java.net
※ 2012/11/09現在

6. とっても単純な解
Xeon Phiに対応する
http://newsroom.intel.com/docs/DOC-2851
• Pentiumから派生したコアを搭載
• 移植性が高い
– Linuxが動作するらしい
– GCCやGDBが用意されているらしい

7. でも…
AMD & Oracleだから
http://www.amd.com/us/press-releases/Pages/amd-oracle-openjdk-2012oct1.aspx
• OpenCLベースでやるそうです
– 特定のハードウェアに依存させないみたいで
す

8. 妄想してみる
～ コード生成 編 ～

9. コード生成
• JITへの適用
– スタブの用意
• 配列のcopyやfillがこのパターン
• ヘテロジニアスコアで実行可能なものにする
– ループunrollの適用範囲が広がる？

10. 例えば…
配列内の価格をすべて一定額値引きしてみるメソッド ※イメージです
public void discountPrices(int discount){
int[] prices = this.getPrices();
for(int idx = 0; idx < prices.length; idx++){
prices[idx] -= discount;
}
movq xmm0, discount
this.setPrices(prices);
pshufd xmm1, xmm0, 0 movq xmm0, discount
xor }
ecx, ecx pshufd xmm1, xmm0, 0
movq xmm0, discount
movdqu xmm0, [prices] 0
pshufd xmm1, xmm0,
LOOP_BEGIN: ループ展開 movq xmm0, discount
movdqu xmm0, [prices + ecx] psubd xmm0, xmm1
psubd xmm0, xmm1 ＆ movdqu [prices], xmm0 + 16]
movdqu xmm0, [prices 0
pshufd xmm1, xmm0,
psubd xmm0, xmm1
movdqu [prices + ecx], 並列計算！ movdqu xmm0, [prices + 32]
xmm0
movdqu [prices + 16], xmm0
add ecx, 16 psubd xmm0, xmm1
cmp ecx, max_idx movdqu [prices + 32], xmm0
jl LOOP_BEGIN

11. 妄想してみる
～ ランタイム 編 ～

12. ランタイムサポート
• API
– ForkJoinTaskの継承？
– 専用のスレッドプール？
• 暗黙的な利用
– ソート、線形探索、ハッシュ計算、etc…
• JNI？
• スタブ？
– Lambda
• Streams#parallel()（の先）を拡張？

13. 懸念
1. カーネルのコンパイルはどうするよ？
– Offline Binary Kernel Generationなるものがあるら
しい
• http://developer.amd.com/Resources/documentation/Know
ledgeBase/Lists/KnowledgeBase/DispForm.aspx?ID=115
• 動的な機械語生成の部分にこのエッセンスを組み込
む？
2. そもそも、フクザツな処理はできないので
は？
– Ideal Graph構築時ならなんとかなる？

15. 妄想してみる
～ GC 編 ～

16. GC
• これが一番厄介だと予想
• メモリ転送、どうするよ！？
http://www.nvidia.co.jp/object/product-quadro-6000-jp.html

17. GC
Worker Worker Worker
・・・
#1 #2 #n
Javaヒープ
1. デバイスメモリ以上のヒープサイズではどう
する？
– JVM初期化時にOpenCLを利用できそうか判断する？
– G1みたいに、リージョン単位で制御できればOK？
2. そもそも、メモリ転送コストは？
– CPUのみで処理した方が速いケースもある？

18. MAKE THE FUTURE JAVA
with
Heterogeneous Multi-Core
http://ms.toyota.co.jp/jp/wec/racereport/fuji_photo.html