図1　AMD CTO兼Technology &Engineering担当VPのMark Papermaster��　出�Z：AMDホームページから

かつて日立��作所の元専��の牧本次����が提案した「マキモトウェーブ（Makimoto’s Wave）」が語られることが、最�Z�Hくなってきた。これは、半導��ICの専��化と�@��化は約10�Q周期で繰り返される、という提案である。今�vのVLSI Symposiumの基調講演で、AMDのPapermaster��が述べた新しいコンピューティングの時代はまさに専��化の時代を��徴したものだ。講演タイトルは「A New Era of Tailored Computing」である。

集積度の向�屬亡悗靴討�、10nm/7nmになってもまだ直線的に�垉遒�ら��いているが、コストや性�Δ蓮△發呂篁�代と共に直線から外れてくるようになった。コンピュータ�\術は、エネルギー効率を考慮する��要に��られている。地球�屬離┘優襯�ー�收�とコンピュータに�瓦垢襯┘優襯�ー消�Jとのアンバランスにより、エネルギーの�e機を迎えることになると警告した。このため、半導��LSI設��は、プロセスで微細化を�{求するだけではなく、設��も�_��していかなければならないと述べた。

プロセスでは材料やトランジスタの性�Ω��屬�約40%、設��は残りの60%が�_要になるとする（図2）。設��では、マイクロアーキテクチャの効率を�屬�、パワーマネジメント、そして並�`化の�~効����などを挙げている。さらにプロセッサチップのようなプラットフォームは消�J電��の����による最適化や、チップサイズやパッケージ、さらにソフトウエアの最適化なども��要となる。

図2　プロセスは�_要だが、設��はもっと�_要になる　出�Z：AMD

AMDではすでにゲーム��のコンピュータと、サーバーやハイエンドコンピュータでは効率が違うという。このため、コンピュータというプラットフォームでは、ドメインスペシフィック（ドメインと�}ぶ��定����向けの）なコンピュータに合わせるように最適化する��要があるというのだ（図3）。

図3　アプリケーションによってワークロードを変える専��アーキテクチャ　出�Z：AMD

例えばゲーム����では、ゲーム向けPCだけではなくゲーム機X-BoxもPlaystation-5も同じGPUではレンダリングに�R��しているが、コンピュータ��のGPUは����違う。例えばRyzen 5000シリーズはモバイルコンピュータに��化しており、7nmプロセスで107億トランジスタを集積し、180mm2のチップ�C積のSoCを使う。��2、��3世代のEPYCシリーズだと、7nmプロセスで作ったCPUチップレット8個と12nmプロセスのI/Oアーキテクチャのチップレット1個を小さな基��に集積したCPUを使う。ハードウエアで実現する�屬�、コスト効率を求めるならチップレットは�~効な�}段となると同��は言う。

SoCレベルでは、MOSトランジスタのマージンをアダプティブにして、それほど�_要ではない�v路ではレイテンシの��いバックグランドの処理に使うといったフレキシビリティが電��効率を�屬欧��屬���要だとしている（図4）。これによって消�J電��と応答時間との最適化を図る。GPUでさえ、グラフィック性�Δ鬟錙璽�ロードに応じて調�Dする��図3に��したように����に応じて最適化することによりエネルギー効率を�屬欧討い�。どちらの����も使えるようにするなら最適な効率は低くなる。

図4　SoCそのものの電源電圧はかつての����よりは下げるが、さらにワークロードの�_要さに応じてレイテンシを無理に�]めなくても済むようにアダプティブにマージンを変える　出�Z：AMD

今後、コンピュータ�ξ�への要求は�里泙襪箸海蹐��瑤蕕覆ぁ平�5）。機械学�{では、AIモデルのパラメータがますます�jきくなり、それに応じて���Q�ξ�も高まる。2005�Q〜2010�QころはマルチコアCPUで性�Δ��屬欧燭�、2020�QごろまではGPUやFPGAなどのアクセラレータを�~使し、スーパーコンピュータの性�Δ��屬欧討�た。この先のエクサスケールコンピュータ時代は、アクセラレータの進化が求められる。

図5　コンピュータ性�Δ呂泙垢泙��屬�り��ける　出�Z：AMD

Papermaster��は、今後はソフトウエアとエコシステムが�_要になり、それらがCPUだけではなくGPUなどのアクセラレータをもっと使いやすくなると見ている。例えば、ソフトウエアはオープンソースのプラットフォームをベースとして、コンパイラやライブラリ、ツールなどの最適化を図る。そしてGPUなどのアクセラレータをもっと����しやすくするための高位言語を容易に使えるようにしていく。そしてこれからのSystem on a Packageがこれからの集積機�Δ離泪供璽棔璽匹箸覆襪世蹐Δ箸い�。最後に、�匲学のコラボレーションが未来を開くだろうと�Tんだ。