【めたん解説風雑談 No.006】SIMD命令ってどんな感じ？【レトロPCで学ぶプログラミング】

#プログラミング #レトロPC #アセンブラ #Intel
レトロパソコンで学ぶプログラミング解説風雑談動画です。
今回IntelのSIMD技術のMMXとSSEについてのお話です。
【チャプター】
00:22 タイトル
00:46 SIMDのお話
03:02 MMXのお話
13:14 SSEについて
【めたん解説】
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[いらすとや]様 www.irasutoya....
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【ずんだもん/音声等】
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[VOICEVOX]様 voicevox.hiros...
【出典】
Intel Architecture MMX Technology/Programmer's Reference Manual/March 1996 Order No. 243007-002
Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual / Volume 2(2A,2B,2C, &2D): Instruction Set Reference, A-Z
Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual:Volume 1
Intel Advanced Vector Extensions 10/Architecture Specification
ARM Architecture Reference Manual(ARM DDI 0100l)

[@nadare881]

SIMD、機械学習の行列計算とかでたくさん使いますがその歴史を学べてとても面白かったです！ハード改造とかも気になるので動画化楽しみにしてます！！

[@pgrZundmn]

ありがとうございますヾ(*´∀｀*)ﾉ 行列演算には必須ですね(*´ω｀)

[@BokuTsuchinoko]

SIMD命令動画たすかる！ (学生にも紹介しなきゃ)

[@pgrZundmn]

ありがとうございますヾ(*´∀｀*)ﾉ 解説を装った雑談レベルですが(;'∀')

[@under2back]

MMX/SSEのペンティアムが登場する少し前から、自作機をいじっている人間です。 完全にエンドユーザー側ですが今回の動画はとても懐かしく感じています。 たしかそれと同時期に3dfx社のVoodooがでてきたと記憶してます。 そのころから、３Dゲームの描画はCPUよりビデオカードの性能に依存してきたころだと思ってます。 GPUについてお話は興味がありますので、時間あるときに動画にまとめていただければ幸いです。

[@pgrZundmn]

Voodooとか懐かしくて倒れそうです😅 ビデオカードもあの辺りから凄い勢いで(DirectXと共に)進化しましたよね。 HW T&Lもそうですが、シェーダー周りも固定からプログラマブルになったり、ジオメトリもシェーダーで書ける様になったり、テッセレータはもっと後でしたかね。 CUDA登場で汎用計算までできる様になって、それが今のAIを支えてますから凄いです✨

[@takpon9261]

お久しぶりなのだ 嬉しいのだ MMX懐かしいのだ KlamathはおろかP55Cでさえ高値の花で、庶民はK6が精一杯だったのだ

[@pgrZundmn]

お久しぶりです(*'▽') K6はコスパ良くて好きでした♪ Intelは高くて、Celeron300Aを450MHzDualにするとかで使ったり、Athlonが出てからは暫くAMDで、Athlonも高価だったのでDuronで我慢(;^ω^)

[@yukizokin]

MMXずっとどういう物か知りたかったからしれてよかったです。

[@pgrZundmn]

ありがとうございますヾ(*´∀｀*)ﾉ

[@rissei64]

MMXや3DNow!は、MP3の128kbpsエンコードで速度と音質のバランスを追及していた時期と重なり、新命令の登場がアツかった記憶があります。 当時使っていたPCは、この動画に登場したPentiumIIを使用していたので、MMXが追加されたCPUでしたね。

[@pgrZundmn]

丁度MP3のエンコード界隈が盛り上がって、コンテストみたいなのも開催されてましたね。 ベンチマークに使うほどでした😅 Pen2はPenProにMMX搭載してあの頃は最強感ありました✨ その後AMDがAthlonで先に1GHz達成して焦ったIntelがPen3の1.13GHzを選別して出したけど問題起きてしまい、Pen4ではその鬱憤を晴らすかの様に鬼パイプライン化でクロック稼いだけど…みたいな、あの時代は面白かったです😆

[@merdekaataumati1949]

DSPは、線形多項式の演算が爆速だったのだ。 微分方程式をZ変換したものにDSPを使えば、線形微分方程式を高速で解くことができたのだ。 DSPは価格も安いので、使い捨てしても惜しくはなかったのだ。 だから、空対空ミサイルの誘導にはDSPは最適だったのだ。

[@pgrZundmn]

DSPは直接いじった事無かったですが、単価は安かったんですね✨ MaxVideoはあの時代に画像認識やる関係で、山盛りDSPとか載ってました。 あれ使い捨てちゃうんだーと思いましたが、１発が億のレベルですもんね🙄

[@市川麻衣子-t3x]

​@@pgrZundmn　TMS320C6000が出たばっかりの頃に評価ボードでシンクロトロンの制御をコントロールするマシンの開発に使っててけど、評価ボードのお値段が600万円しましたw まあ、買ったのは理化学研究所なのてスけどね

[@catmull_sutherland]

PS3のCELLってCPUに入ってたSPUというコアは、128bitの4 float SIMDがそのままALUになったようなCPUでしたね。レジスタも128bit x128本とかめちゃくちゃ多くって3 opの積和演算がスループット１ででき、しかもそれが8コアもあるという今考えてもバケモノみたいなCPUでした。それがキャッシュでもない単なるローカルメモリ256kBに繋がっているという恐ろしくアンバランスでプログラマ泣かせな仕様でしたが、究極のSIMDという感じで好きでした。

[@pgrZundmn]

CELLは凄かったですよね～(*´ω｀) SPUがSIMDコアでそれが更に8個あるとか(リダンダンシのため有効は7個と久多良木氏は言ってましたが)、どんだけ演算やらせるんだって思いました(;^ω^) CELLでゲーム機以外も攻める野心的な計画ではありましたが、SPU減らしたバージョンがREGZAに搭載したくらいでしょうか...(´・ω・`) 当時、後藤弘茂氏の記事を良く読んでいましたが、IntelがCoreブランドを発表したのもその影響があるみたいな感じの事を書かれていましたので、今のマルチコアとかHPCに少なからず足跡を残せたのかな、と思ったり。 PS2の頃もVLIWの実装に腐心した話なんかもありまして、久多良木氏本人もおっしゃっていましたが、ゲーム開発者は凄い! ハード用意しとけば使い込んで凄いの作ってくれる、と...(ヾﾉ･∀･`)ｲﾔｲﾔ 最後の方はグラフィックの描画にも使われたりしたみたいですが(実際に携わっていないのであくまで聞いたお話ではあります)、あの頃まではチップの性能を如何に引き出すかみたいなレトロPCの頃からのスタイルがまだ強く残っていた気がしますね(*´ω｀) 仕事で無ければ楽しいんですが(;'∀')

[@青木祐太郎-b3g]

MSXで動くコードも見たいぞい

[@pgrZundmn]

実機からROMを吸い出して、dockerでOpenMSXの環境整えてHelloWorldまでは辿りついているのですが、ここからゲームっぽいものへの敷居が高くて、VDPの仕様とかを眺めながら彼是思案している段階です…(;'∀')

[@benikoji3]

@@pgrZundmn エミュで「古のプログラムを動かす」のでなく、新たにMSXでプログラムする方向のネタですか？ 性能低すぎて逆に敷居が高い(笑)

[@青木祐太郎-b3g]

MSXクセが強すぎて苦戦すると思います。ちなみに１６×１６ドットのスプライトパターンの呼び出し順番は８×８ドットのパターン４枚を左上・左下・右上・右下の順番に読出します。他機種でプログラミングした人がつまづくポイントです

[@マスターエクサ]

むしろSIMDは最近日の目を見るようになっている気がする DirectXMathとかBrustコンパイラとか、WebAssemblyとか

[@pgrZundmn]

WebAssemblyでも使われるんですね😲

[@bio-cancer1903]

セガのModel1は確かDSPでグラフィック処理してたと記憶してます 当時は専用のチップを作ることが出来ないから汎用DSPで代用してたのかな

[@pgrZundmn]

専用チップ起こすの結構お値段張るので汎用DSPで代用してたのかもですね～(*´ω｀) あの時代は結構DSP搭載してた例多いみたいで(*'▽')

[@akikan-jp]

DSPはPCでは見なくなりましたがDSPの名称は AVアンプやカーオーディオだと今でも使われてますね CPUに取り込まれたと言うと今はAIの為にNPUを 搭載するのが流行ってますが時代は繰り返すもの なんでしょうか

[@pgrZundmn]

オーディオ機器だとまだ現役なのですね。 簡単な所だとEQや、AVアンプだと視聴空間選択とかでリバーブ掛けたりするのに使われたのかなと思いますが、自分はPureな方面へ進んでしまいBASS/TREBLEですら音質劣化するから要らないという境地に達してしまいました(;^ω^) 今はPCで圧縮音源を聴いている_(┐「ε:)_ オーディオ機器の場合、今時の組み込みCPUならEQくらい造作もないと思いますが、音質面でディスクリートチップを選択しているのでしょうかね。あんまりCPUに色々やらせるのも大変ですし(;^ω^) GPUにもTensorコアとかAI向けのが搭載されて、CPU単体にもNPU搭載される流れですよね。 時代に合わせてこれからも必要な機能を搭載して行くのでしょう。 常温で動く量子bitとかが実用化されたら搭載されそうな気がします(*´ω｀)

[@vianeplus]

Dr.Dは8ビット全盛だった頃16ビット機は gotoよりgosub使って高速化しようなんてコメ残してたなぁ。

[@pgrZundmn]

Overflowコーナーとかも隈なく読んでましたね🤣

[@sanmaikurasystems7694]

脱線話のcmov系命令、厳密にはflagsみて使えるか確認すべきなんだろうけど、現実的にはfamily 6の石は使える前提で問題なさそうな感じ。（gcc -march=i686で容赦なくcmov命令吐くとかいろいろ）

[@pgrZundmn]

そうなんですよね。今は問答無用で使えるんですが、当時あんまりパフォーマンス良くなかったのもあって、そのまま使わず(´・ω・`) 今はcmov吐くんですね～(*´ω｀)

[@Aniram.]

😌🎵

[@jps123456789]

もう、ついていけないｗｗｗ

[@pgrZundmn]

ちょっと現代に近づきすぎたので、また8bit～16bit時代の話題もやって行きます(;'∀')

[@あぴよん-i5h]

ナムコの９０年代の３ＤなんかもＤＳＰに計算させてたね（ポリゴナイザー基板って奴） ＰＣだとGPUとは別の思想で、MPACTとか物理演算させるのを目的にした代物もあったなぁ MPACTなんかは初代が１０万ポリゴン程度の計算しかできなかったけど 10ns位（だっけかなぁ？失念）の間隔でコマンドを入れると処理してくれるという 非ノイマン型のハードだった。MPACT2で100万ポリゴンにあがってたみたいだけど詳しくは知らない。

[@pgrZundmn]

ポリゴナイザーはDSP使ってたんですね(^▽^;) 調べてみるとMPACT!→MPACT!2の次のMPACT!3完成前にATIに買収され、そのATIも今はAMD...と...。 やっぱりストリームプロセッサだったみたいですね。面白そう(*´ω｀) これもCPU側の演算能力の向上、特にSIMDの採用により存在価値が無くなってしまったとASCII.jp×デジタルの記事にありました…。 グラフィックはGPUの進歩で描画自体は先行して進歩しましたが、動きである物理シミュレーションについては暫くCPU側での演算が必要でしたかね(あまり詳しくない(;'∀') PS2が出た時のEEが、そっち(Emotion)もやる! ってコンセプトだった気がしますが(;^ω^) 個人的にはDMAとかでCPUと並列に動いてくれると萌えます(*'▽')♪

[@あぴよん-i5h]

@@pgrZundmn あの頃のCPUとかメモリに入力してるクロックとかの向上は凄まじかったですもんねぇ。メモリなんかwin95の時６０とか６６ＭＨｚだったのが今では「え？そんなに遅いの？」って感じでどんどんＣＰＵの速度と乖離していってましたね。 MPACT3なんて全く話題にもなりませんでしたねｗｗｗ 物理演算だけさせるボードも雑誌とか動画で、こんな事ができるぞ！ってデモは見たけどこれもCPUの向上で全然流行らなかったですね。