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米Xilinxは3月9日(現地時間)、同社が高位合成ツールとして提供しているSDxシリーズに新しく、Embedded System向けとなる「SDSoC」を追加した。当日は米本社よりHugh Durdan氏(Photo01)が来日、SDSoCの詳細を説明した。
Photo01:Vice President, Protfolio&Solution MarketingのHugh Durdan氏
そもそもSDxシリーズは、同社のVivadoの上位ツールにあたる製品である(Photo02)。最初の「SDNet」はPacket Processing向け、次に登場した「SDAccel」は、Data CenterやMedicalなどの用途に向けたもので、いずれもC/C++などからFPGAのLC(Logic Cell)を簡単に利用するためのツールであるが、SDSoCはこれに続く製品ということになる。大きな違いは利用形態である。SDNetでは、SDN(Software Defined Network)に対応した形で、独自のSDNetコードと呼ばれる(C/C++風の)コードを与えると、それに合わせて自動的にFPGAへの実行イメージが生成される。またSDAccelではC/C++/OpenCLの形でアプリケーションを記述しておき、これをFPGA上で実行させる、ある種クロスコンパイラとも言えるものになる。なのでこの2つはFPGA FabricさえあればXilinxのどのFPGAでも原則動作するものであるが、SDSoCはZynqおよび(先日発表された)Zynq MPSoCのみが対象となる(Photo03)。
Photo02:ちなみにSDSoCそのものは以前から準備は出来ていたそうで、ただし本社の意向でUltraSCALE+の発表を先行した関係でやや発表が遅れたとか
Photo03:対象となるのはARMコアを搭載したFPGAということで、以前のPowerPC 440 Virtex-5などはもちろん対象外
さて、ではSDSoCは何を目的としたものか、というと端的に言えば「(Zynqの)ARMコア上で動くC/C++アプリケーションの一部をFPGAのLogic Cellを利用して高速化できるツール」である。ZynqのようなCPU+FPGAの構成では、CPU側はソフトウェアですべて記述できるから自由度は高いものの性能は高くない。逆にFPGA Fabric側は性能は猛烈に高いが、RTLとは言わないまでもVerilogなどを使う必要がある。同氏はざっくりと「RTLを記述できるエンジニアの1000倍くらい、C/C++のエンジニアが居る」(つまりC/C++のエンジニアの中で、RTLなりVerilogなりがかけるエンジニアは1000人に1人位の比率)としており、この結果として折角のFPGAの高速性を生かすことが出来ない状況が続いていた。SDSoCは、こうした「RTLが書けないエンジニア」にFPGAを使ってもらうための道具という位置づけになる(Photo04)。
Photo04:1000人に1人という比率はあくまでも比喩というか適当なものであり、「開発の現場にRTLの書けるエンジニアが1人も居ない」というところが多いというのが実情だと思う
具体的にはどんなフローになるか? といえば、まずC/C++を使って普通にシステムを作ることになる。次に実行しながらプロファイリングを行い、ボトルネックになっている部分をFPGA側に切り出して性能を評価、ある程度固まったところで完成という簡単なものだ(Photo05)。実はこの作業は非常に容易である。現在のバージョンでは、関数単位でそれを「H/Wで実施する」にチェックを入れるだけで、自動的に処理がLC側にオフロードされる形になる。
Photo05:もちろん、いきなり関数単位でFPGAにオフロードを掛けてから性能を見る、という乱暴な事も可能
Photo06:ちょっと判りにくいが、EclipseベースのIDE上で、ある関数を選んでそのプロパティの”Toggle HW/SW”という項目でHardwareを指定する「だけ」で自動的にFPGAが利用される
もっとも実際には、「FPGAを使えば無条件で高速化できる」かどうかは必ずしも明らかではない。あるいは、高速化はされても十分ではない可能性もある。当たり前だがアプリケーションの主要な部分はCPU上で動作しており、特定の関数の部分だけRTL化され(これはSDSoCの内部からVivadoを呼び出して処理が行われる)る訳だが、実際にはそのRTLブロックに対して引数やデータを渡して処理を行い、結果をまた受けとる形になる。この受け渡しのメカニズムそのものも自動で生成されるが、それが必ずしも最適になるとは限らないからだ。そこでシステムレベルのProfilerを利用して、それぞれの負荷や利用率、あるいは利用するリソースなどを確認することが必要であり、これも併せて提供される形になる(Photo07)。加えていれば、この「受け渡す」「受け取る」には、そのために専用のコードが必要になる。従来だとこれを記述するのが大変だったのだが、SDSoCではこの部分が自動生成されるために手間要らず、というのも利点とされる。
Photo07:このプロファイラ自体は、Linux環境だとgprofをベースとしたものの模様
実際にデモとして行われたのは、「Zynq 7020」を使った簡単なビデオフィルタリングアプリケーションである(Photo09)。これをソフトウェアで実装すると1fps出るか出ないかというあたりなのが、ある特定の関数のみFPGAにオフロードすることで、60fpsでフルに動くというモノだ。こちらはXilinx自身がビデオを公開しておりhttp://japan.xilinx.com/products/design-tools/sdx/sdsoc.htmlの「SDSoC開発環境のデモ(日本語字幕)」を見ていただくのが一番早いように思われる。ここでは1fps→60fpsで60倍ということになるが、そもそもHDMIが60fps以上で入出力できないから60倍でクランプされている可能性もあり、ルーチンの性能だけで言えばPhoto08の「最大100倍」も嘘ではないケースもあるだろう。
Photo08:レイテンシに関しては後述
Photo09:これは何をやっているかというと、HDMI経由で動画を受け取り、前フレームと現フレームの差を抽出して、それを赤色として現フレームに重ねあわせ、再びHDMIで出力するというものだ
SDSoCはソフトウェアエンジニアのための設計ツールとなりうるのか?
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主婦と生活社は3月14日、AKBムックの第3弾『全国ツアー公式追っかけブックAKB48 パパラッツィvol.3〈完結編〉』を発売する。価格は1296円（税別）。
同誌は、2012年に始まったAKBの全国ツアーに密着したツアー統括本。巻頭には、AKBとして過ごした激動の3年間を語った高橋みなみさんのロングインタビューを掲載。全国ツアーの公式名場面集や、メンバーがツアー中に全国各地で撮影した写真も収録しているほか、峯岸みなみさんの独占インタビュー「辞めていたら見られなかった景色」、倉持明日香さんのスペシャルインタビューなど盛りだくさんな内容となっている。
同誌は同一商品の電子版を提供するサービス「Airbook」の対応商品となっており、TSUTAYAの対象店舗でTカードを提示して購入することで、運営元のカルチュア・コンビニエンス・クラブ（CCC）が業務提携を締結しているBookLiveの電子書店「BookLive!」で読むことができる。なお、Airbookの初回利用には、商品購入後10日以内に利用設定をする必要がある。[宮澤諒,eBook USER]
福山・鞆の浦から南東へ約６キロ、人口約６００人の走島（はしりじま、広島県福山市）。高齢化が進み、今、島の学校に通う子どもは５人。今月、島に一つずつあった小・中学校と幼稚園が閉じる。子どもたちは島を去り、４月から本土の学校に通う。島の人たちが「宝物」のように大事にしていた子どもの声が消えてゆく。
【写真】文化祭で「走島ソーラン」を披露した子どもと卒業生たち。舞台上の一番左が小林法弘君＝２０１４年１１月２２日、走島中学校
■子ども急減、高齢者６割に
３月、走島の家々の庭には、春を告げるワカメがつるされていた。男たちは春からの漁に備え、網を繕っていた。
島の中心産業は漁業。男たちの多くが漁師だ。漁港の近くで座って海を眺めていた漁師の男性（６６）が言った。「子どもは『島の宝』。年寄りの『生きる糧』じゃ」
１周８・８キロの走島。４カ月前の土曜の朝、原付きバイクの軽い排気音を響かせ、島民が続々と走島中学校にやってきた。この日は島の小中学校・幼稚園合同の最後の文化祭だ。体育館に約２００人が集まった。
「みんな元気そうじゃのう」。島で生まれ育った村上コトヨさん（７７）は声を弾ませた。
体育館の舞台で、中学３年の女子生徒３人、小学６年の男児１人、幼稚園年中の男児１人の計５人が「銀河鉄道９９９」などを合奏。中３の女子３人は「私たちが届けます！走島魂☆」と題し、島の特産ちりめんじゃこで作ったせんべい２５０枚が島外で全て売れたと報告した。
財宝探しの旅に出る創作劇「かいぞくボスの宝探し」の主役は、島民のアイドル、小林法弘（のりひろ）君（５）だ。走島幼稚園の唯一の園児。お父さんは島の漁師で、法弘君と弟（３）は島民にかわいがられて育った。法弘君がせりふを言えば、客席はどっと沸き、上手に踊ると大きな拍手が起きた。
小林さん一家は今春、島を出て行く。法弘君の姿を見つめながら、村上さんがぽつりと言った。「のり君も、もうすぐいなくなるんじゃ」
漁業一本で栄えてきた島で最近、魚が捕れなくなった。タイやサワラ、トラフグはわずかしか網にかからず、県内有数の水揚げを誇ったシラス漁も不調。漁業だけで生活が成り立たず、生活の利便性を求めて若い漁師たちが家族で島を出て行った。１０年前、７８人いた島の子どもは急減。今、６５歳以上の高齢者が島民の６割余りを占める。
■「のりくん、ともだちがほしい」
今春で小中学校に通う４人が卒業。島では、夫妻が望めば、法弘君の卒園まであと１年、市が幼稚園を続けてくれるのではないか、と期待があった。
