スループット・コンピューティングとは、ネットワークコンピューティングのコストと複雑さを軽減しつつ、実世界でのアプリケーションパフォーマンスを大幅に増大させることを目的として設計された、サンの新しいUltraSPARC プロセッサファミリの基本戦略です。
このようなプロセッサは、チップマルチスレッディング（CMT）のテクノロジを組み込むことにより、ネットワークコンピューティングのワークロードのスループット（実行される総作業量）を最大化します。CMTは1つのチップに対称型マルチプロセッシング（SMP）のパワーを統合しているため、1つのプロセッサで複数のソフトウェアスレッドを同時に実行することができます。

このアプローチは、AMD及びIntelの第一世代デュアルコアプロセッサの発表により明らかなように、ほかのプロセッサベンダーにより採用されつつありますが、一方サンのUltraSPARCのロードマップでは2006年の初頭にも第二世代のCMTを提供し、複数のコアと、コアごとに複数スレッド処理の両方を同時に実現する予定です。

スループット・コンピューティングは、マルチスレッドアプリケーションをはるかに高速に処理できるようにし、またSolarisコンテナを使用して1つのプロセッサで複数のアプリケーションを実行できるようにすることで、大幅に改善された処理効率を提供するように設計されています。大幅に効率的なシステムを購入できれば、購入コストの削減だけでなく、空間、電源及び保守の要件が大幅に軽減され、お客様はさまざまなコスト削減を実現することができます。
また、管理対象の、よりシンプルなシングルプロセッサシステムが少なくなるため、信頼性と可用性を向上させることができます。CMTベースのサーバは大幅に効率的であるため、お客様は、新しい業務サービスの導入と既存サービスの強化を通じて、IT予算を競争力の高い優位性の構築に集中することができます。

ネットワークサービスに対する需要は、場合によっては指数関数的に上昇を続けていますが、一方、データセンターの電源と空調の制約と結びつき、ITの予算とリソースには制限が課されたままになっています。企業は、予算内で抑えつつ、パーセンテージではなく場合によっては何倍という単位でスループットを増やす必要があります。サンのスループット・コンピューティング戦略は、ネットワークコンピューティングのコストと複雑さを軽減しつつ、何倍という単位でより多くのスループットを提供するよう設計されています。

従来ムーアの法則では、シリコンのスライスに詰め込むことができるトランジスタの数を2倍にする結果として、2年ごとにプロセッサの性能は2倍になってきました。ところが残念なことに、メモリのスピードは6年ごとにしか倍になっていないため、プロセッサ性能とメモリ性能のギャップは大きくなる一方で、プロセッサ本来の性能を活かせない現実が生み出されています。その結果、今日のプロセッサはメモリがデータをフェッチする間、75パーセントの時間立ち往生しています。
スループット・コンピューティングでは、あるスレッドがメモリを待たなければならない場合、影響を受けるコアは別のスレッドの処理を開始します。CMT プロセッサは、従来のチップ設計のクロックスピードへの焦点を脱却し、少ないシステムで同じワークロードを処理できるようにすることでコンピューティングのコストを削減しつつ、大幅な価格性能比の向上とより高い信頼性を備えたシステムを提供します。

今日の従来型のシングルコアプロセッサは一度に1つのスレッドしか処理できないため、時間の大部分をメモリからのデータを待つことに費やしています。これときわめて対照的に、チップマルチスレッディング（CMT）とは複数のソフトウェアスレッドを処理するプロセッサの能力を意味します。CMT プロセッサは、

• シングルチップに複数のコアを搭載する(CMP)
• シングルコアで複数のスレッドを実行する(SMT)
• CMPとSMTの両方を組み合わせる、などのさまざまな手法を使用してこのマルチスレッド機能を実装できます。

ムーアの法則では、1つのプロセッサに集積可能なトランジスタ数は2年ごとに2倍になるとされています。トランジスタの予算がこのように増大したことで、サンのプロセッサ設計チームは、商用アプリケーションが記述されている方法をより正確に反映するプロセッサを作成できるようになりました。

大部分の商用アプリケーションはマルチスレッドです。つまり、アプリケーションが処理する各ユーザまたはプロセスは、ソフトウェアスレッドによって表されることを意味します。複数のスレッドを同時に実行可能にすることがCMTの目標で、またこれは使用可能なトランジスタの数が増えるにつれ可能になり、複数のスレッドを持つ複数のコアを1つのプロセッサ内に作成できます。

このことは、Solaris 10 オペレーティングシステムのマルチスレッド機能と、成熟したサンのソフトウェア開発ツールにとって有利です。

このエコシステム全体を提供することによってのみ、スループット・コンピューティングを実現することができます。

スループット・コンピューティングの最も洗練された実装の提供において、サンは独自の立場にあります。

• サンのマルチスレッドSMPベースのシステムは、業界をリードするSolaris OSのマルチスレッド機能を活用することで、スレッドを多用する今日のネットワークコンピューティング環境に対して最適なソリューションをすでに提供しています。サンのCMT プロセッサはUltraSPARC製品ラインとSolaris OSに基づいているため、お客様は、ソフトウェアモデルを混乱させることなくCMT プロセッサベースのシステムにシームレスに移行できます。
• また、CMT プロセッサは、このようなコンピューティング機能をサポートするため多くのメモリも必要とします。UltraSPARC プロセッサなどの64ビットアドレス指定能力は、32ビットプロセッサのアドレッシングの制限に比べて大きな利点をもたらします。スループット・コンピューティングの潜在能力を完全に活用できるのは、UltraSPARC プロセッサのアーキテクチャーなどの64ビットアーキテクチャーのみです。
• このようなスレッドを多用する環境では、複数のスレッドの処理とスケジューリングが可能なオペレーティングシステムが必要です。今日の商用オペレーティングシステム市場においてSolarisが最適なスレッディングモデルを搭載していることは間違いありません。
• ゼロからCMTを設計することに焦点を置いたプロセッサ戦略。シングルスレッドパフォーマンスに焦点を置いていた既存の設計にCMTテクノロジをあとから取り付けても、最適には及ばないソリューションしか生まれません。

CMTベースのプロセッサは、スレッドを多用するネットワークコンピューティング環境向けに設計されています。このようなプロセッサは、1つのチップで複数の実行スレッドを処理することにより、アプリケーションスループットを最大化します。垂直スケールの、マルチスレッドアプリケーションはより多くのスレッドにアクセスすることから利点が得られます。
一方、水平スケールの、シングルスレッド (または限定的なマルチスレッド) アプリケーションは1台のシステム上のSolarisコンテナ内で複数のインスタンスを実行できることから利点が得られます。その結果、データベース、Webベースのサービス、トランザクション処理、アプリケーションサービス提供、データマイニング、ERP及びCRMなどほぼすべての商用アプリケーションはCMTから利点を得ることができます。

過去17年間、サンはTexas Instruments (TI) 社と非常に緊密に連携して、業界をリードするUltraSPARC プロセッサを製造してきました。サンはマイクロプロセッサ設計のコアコンピテンシーに焦点を置き、世界クラスの半導体製造に関してはTIに依頼しています。また、このファブレスモデルは、サンが数年ごとに最先端の工場を構築し維持するという莫大な費用を回避することに役立っています。Sun/TIのパートナーシップは競争関係になく、真に互いにメリットのある関係です。

いいえ。前世代のSPARCプロセッサ用に書かれたソフトウェアが将来の世代のプロセッサでもシームレスに確実に動作するよう、SPARC V9 ISAとの下位バイナリ互換性は、ロードマップ上のすべてのUltraSPARC プロセッサで維持されます。

一度に2つのスレッドを処理できるUltraSPARC IV プロセッサは、現行のUltraSPARC III及びUltraSPARC IIIi製品ラインを補完すべく、現在既に利用可能です。2006年中に、サンは一度に最大32のスレッドを処理できるサンの新しい第二世代のCMT プロセッサである"Niagara"をベースにしたシステムを発表する見込みです。

NiagaraはCMT プロセッサの最初の第二世代で、当社が"Radical CMT"と呼ぶ機能を使用する最初の製品です。8つのコアを搭載し、それぞれが4つのスレッドを実行可能で一度に合計32個のスレッドを処理できるNiagaraは、伝統的なプロセッサ設計からの大きな脱却で、新しい方向への抜本的な一歩であり、低消費電力、低発熱で、現在のプロセッサ設計の数倍のスループットを実現します。

はい。NiagaraはSPARC V9仕様をベースとし、SPARC V9仕様と完全互換であり、Solaris 10オペレーティングシステムを実行します。このことは、お客様のSPARCとSolarisに対する投資が、この革新的な新しいテクノロジにより保護されることを意味します。これは、市場におけるNiagaraの最も大きなアドバンテージの1つです。Niagaraは、SPARC/Solarisプラットフォームですでに利用可能なアプリケーションを変更することなく実行します。

いいえ。NiagaraはSPARC V9 プロセッサに完全に準拠し、リリース時にはサンのUltraSPARCの名称が付けられます。すべてのUltraSPARC プロセッサと同じように、Niagaraは従来のSPARCプロセッサとの完全バイナリ互換性を提供します。

ただし、アプリケーションをより高度にスレッド化することを検討されているのであれば、Niagaraのマルチスレッド機能、Sun Studio 10で提供されている高度なスレッド化ツール、Solaris 10のDynamic Tracing機能は、コードのスレッド機能を再検討する十分な根拠となります。

サンは2006年初頭にNiagaraベースのシステムを出荷することを計画しています。この新しいプロセッサとこのプロセッサが実現するシステムに関するニュースとアナウンスについては、jp.sun.comを参照してください。