ハーバード・アーキテキチャ
とマルチコア

プロセッサコア(核)複数内蔵したチップが マルチコアと呼ばれているものです。 複数のALU(算術演算回路)を持つものとマルチコアは かなり近い部分もありますし、 アーキテキチャによってはどちらとも呼べそうなものもありますが、 マルチコアと呼ばれる場合には 独立して動作するプロセッサが そのまま複数内蔵しているようなものを指します。

代表的なPentiumのようなPC用のCPUのように 並列演算可能なALUを複数搭載するハーバード・アーキテクチャの場合には、 一連の処理を並列処理によって高速化処理するものですが、 マルチコアの場合には 別々の処理を行っている複数のプロセッサが協調動作するような アーキテキチャです。

Pentiumのハイパースレッディングは、 並列演算に擬似的に複数の処理を行わせて同時実行していますが、 マルチコアでこのような並列動作をさせる場合には、 複数のCPUが別々に同時に処理をすることになります。 複数のCPUを搭載するマルチプロセッサのPCと類似した構造です。

マルチプロセッサとマルチコアの違いは、 １つのチップになっているかどうかという点が最たる部分ですが、 マルチコア・プロセッサの場合には 協調動作するためのシェアードメモリ(共有メモリ) などの仕組みが内部になるため、高速で小型にすることが可能です。 外部配線の場合には信号速度を高速にするのが難しかったり、 その配線スペースによって実装面積も広くなる傾向にあります。

マルチコアが一般に

近年、インテルのPC用のプロセッサの主流として来た方式は、 プロセス微細化による高速化によって、 スーパー・ハーバード・アーキテキチャに 超多段パイプラインによるクロック高速化だったわけですが、 消費電力との関係もあって、 今後マルチコア側を主流とすることに大きく転針するようです。

ロードマップの実現性などは判断できませんが、 Pentiumの後継CPUが軒並みマルチコアになるまで あまり時間が掛からないかもしれません。 身近なパソコンはマルチコアCPUが一般的ということになります。

組込プロセッサのマルチタスク

組込機器では、マルチタスクだったり タイムシェアリング、 マルチプロセッサであったりと実現方法は違うものの、 複数の異なる処理を同時に処理する必要がある、 もしくは、同時に処理するのが好ましい機能を求められることが 多々あります。

端的なところで考えれば、 ヒューマンインターフェースの部分と音声信号処理、 画像処理、機器制御を行う部分などは、 必要最低限のロジック結合ですみますから、 別のタスク処理のようにすることが一般的です。 通信機能なども珍しくありませんが、 これもまた、別のプロセスでしょう。

このように、 複数のプロセスをマルチコアのプロセッサでは 別々のCPUとして動作させることも可能です( 優先の高い処理を複数で分散させることの方が多いかもしれませんが )。

分散と集中

現在は、ネットワークを利用したり、 複数のサーバー、ＰＣを利用するなどの分散化がトレンドです。 次のPlayStationはセル・アーキテクチャという 分散処理型のアーキテクチャが発表されており、 ネットワークを介して分散処理を行うようです( 具体的に何を分散処理するかは語られていませんが)。 分散と集中のトレンドはある程度定期的に入れ替わっている傾向が あるように思いますが、 現在はネットワーク分散によるメリットが大きいので 皆さん分散処理に向かっています。

発表されたARMの4マルチコアの製品は 2005年に発売の予定ということです。 そのころからマルチコア・プロセッサを搭載している機器が 身近でも珍しくなくなってくるかもしれません。

それでは、次回もよろしくお付き合いください。

ARIは音響機器や音響関連のご相談メールやお電話を いただくことがあります。防音は専門外ですが、お問合せを いただくこともあって前回は防音関係の話題を取り上げました。 今回も前回に続いて防音と測定の話題と続けます。

防音と遮音と吸音

防音と遮音と吸音について前回は少しだけ触れましたが、 遮音、吸音はいずれも防音対策などで用いられるものですが、 遮音は「音を遮る」、吸音は「音を吸収」することを指します (文字通りですが)。

この点は防音を理解する上で非常に大切で基本的な点です。

防音とは遮音と吸音の両方を用いて実現しています。 いただくお話の中には「吸音材を使って」というようなことが多いのですが、 防音対策の目的によって遮音、吸音は用い方が異なります。

遮音（音を遮る、反射する）

遮音は、文字通り内外の音を遮断することです。 遮断はしますが、必ずしも音が消えているとは限りません。 例えば、簡単に中空の２重壁でコンクリートウォールだったとします。 コンクリートのような硬い素材の壁は良く反響することを 経験からご存知だと思います。 良く反響するということは、 音のエネルギーロスが少なく反射されて 遮断されているということになります。

外部に音を漏らさないという点ではこれで良いわけですが、 内部は音は消えずに反響が大きいままです。

吸音（音を吸収する）

先の吸音材というのは、吸音、音を吸収する素材です。 ポピュラーなウレタンなどでできた多孔質吸音材などをご存知で「 吸音材」と仰るのだろうと思います。 多くの吸音材は空気の振動を熱に変換(摩擦熱) して音のエネルギーを消費させます。 そのため摩擦が大きいほど、 回数が多いほどエネルギー変換が起こり、 音が吸音されることになります。 空気振動と吸音材の摩擦回数とは音の周波数にあたりますから、 単純に言えば音の周波数が高いほど吸音され、 低い音はそれほどエネルギーをロスしないということになります。

低音が問題の場合に吸音材のみをいくら検討しても 的確な対策は困難です。

反射（反射で吸収する）

空気が壁にぶつかる時、 いくらかのエネルギーを消耗して反射されます。 ロスするエネルギー量は材質によって異なります。 ロスが少ないと反響が大きく長く残響が長くなり、 ロスが多いと早く音の振動がなくなり残響が短くなります。

先ほどの吸音材が三角形などの立体形状をしていることがあります。 また、音響関係の部屋では壁面などが凹凸が作られていたりします。 これは反射の方向を拡散させたり、 周り込ませて多く反射させることで、 エネルギーロスをコントロールする目的で作られています。

２重壁は、遮断しきれず、振動が伝わってしまったものを ２枚の壁内部で反射する層を設けることで遮断するものです。 空気層で音が出る時点でロスし、内部の反射でもロスするため 壁外部にまで音が伝わりにくいようになっています。 さらに空気層には 吸音材が張られて内部で吸音するようになっている場合もあります。

大まかには、 このような考え方を組み合わせて防音するということになります。 手法やテクニックは色々ありますが、 振動(音)を遮断すること、 反射でロスさせること、 吸音材で熱変換することが主です。

防音工事など

家庭の防音などで工務店などに相談されると、 単純に吸音材などの施工を進められることがあるようですが、 基本は簡単な仕組みですから、 的確な提案として吸音材などで対策可能なのかを考えてみて 必要があれば防音の専門家にご相談されるのが良いですね。

それでは、次回もよろしくお付き合いください。(^^)

毎回、少しづつHTMLコードを変更しているのですが、 中々、お手元に届くコードと、 メールマガジンの配信各社のサイトのバックナンバー表示、 ARIのバックナンバーの全てで問題なく表示できるコードは難しいです (直接タグで装飾したらできますが)。

先月の場合は、 <TABLE>タグをかなり排除した状態にしたのですが、 配信サイトのバックナンバー表示は、 原型をとどめない無残なレイアウトになっていました。

また、以前に画像をアップロードするのを忘れたことがあります。 メールマガジンの場合にはホームページと違って、 直接、メーラーがダウンロードできるように 画像のURLに編集したものから変更しないと表示されないのですが、 これをミスったこともありました(スミマセン)。

今回はというと、 あまり代わり映えしないのですが、 CSSコードを圧縮し、一番外側のテーブルを復活してみました。 「正しいHTML」を標榜される方などは、 表の目的以外に<TABLE>を使うなと言っているのですが、 今回の一番外側のテーブルがないと、 配信サイトのバックナンバーページでは レイアウトが保てないだろうと思い、 外枠決めのテーブルだけ復活しました。

もしかすると、 皆様のメーラーでご覧いただいているもので 正常に表示されていないことがあるかもしれませんが、 ご容赦ください。 また、 状況をお知らせいただければ、できるだけ善処させていただきます。