マルチコアとSMTとは？

マルチコアとSMTの意味

一つの半導体上に複数の演算コアを載せて並列に実行するのがマルチコア、一つのコアの空いた実行資源を使って複数のスレッドを見かけ上同時に走らせるのが同時マルチスレッディング（SMT）。クロック向上が頭打ちになった以降の性能向上の主軸で、サイジングの前提になる。

マルチコアとSMTの具体例

八コアでSMT二を有効にすると論理プロセッサは一六に見えるが、実効性能は物理コア数の二倍にはならず、二〇〜三〇%増にとどまることが多い。ライセンスがコア数課金の製品では、SMTの有効化と課金単位の関係を設計時に確認する必要がある。

マルチコアとSMTは試験でどう引っ掛けられる？

論理プロセッサ数をそのまま処理能力として見積もると過大評価になる。また並列化できない逐次部分が残る限り高速化には上限があり、コアを増やすほど比例して速くなるわけではない。共有キャッシュやメモリ帯域の奪い合いも効く。

マルチコアとSMTと関連する用語

• RISCとCISC
• ライトスルーとライトバック
• メモリインタリーブ

マルチコアとSMTが出た過去問

• マルチコアプロセッサに関する記述のうち、最も適切なものはどれか。

  正解：一つのCPU内に演算などを行う処理回路を複数個もち、それぞれが同時に別の処理を実行することによって処理能力の向上を図ることを目的とする。

  要点：マルチコアは並行実行で性能向上。コア数比例の性能にはならない

  マルチコアプロセッサは、1つのCPUの中に演算を行う中核（コア）を複数搭載し、それぞれが別の処理を並行して実行することで全体の処理能力を高める方式である。コア数を増やしても、処理には分割できない部分や共有資源の競合があるため、性能がコア数に単純比例するわけではない。

  出典：平成25年度 秋期 ITパスポート試験 問66（IPA）

• マルチコアプロセッサに関する記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：各コアでそれぞれ別の処理を同時に実行することによって、システム全体の処理能力の向上を図る。

  要点：マルチコアは複数コアの並行処理で性能を高める

  マルチコアプロセッサは、1個のプロセッサの中に演算処理を行う中核部分（コア）を複数持つ構造である。各コアが別々の処理を同時に担当できるため、並行して動く処理が多いほど全体の処理能力が上がる。性能を引き出すには、OS側が複数コアへ処理を割り当てる機能を備えている必要がある。

  出典：平成26年度 秋期 ITパスポート試験 問53（IPA）

• 互換CPUに関する記述のうち、最も適切なものはどれか。

  正解：オリジナルのCPUで動作するのと同じOSやアプリケーションソフトを動作させることができる。

  要点：互換CPUは同じ命令セットで同じソフトを動かせるCPU

  互換CPUは、元となるCPUと同じ命令セットを実装しており、そのCPU向けに作られたOSやアプリケーションをそのまま動かせることを狙った製品である。命令の互換性が保たれているため、利用者はソフトウェアを入れ替えずに済む。特許の切れた技術やライセンスに基づいて開発されるもので、旧型機の延命専用というわけでもなく、マルチコア対応の製品も存在する。

  出典：平成27年度 春期 ITパスポート試験 問51（IPA）

• 一つのアプリケーションプログラムの中で、並列処理が可能な部分を複数の処理単位に分け、それらを並行して処理することで、マルチコアCPUを使用したコンピュータの処理…

  正解：マルチスレッド

  要点：マルチスレッドは処理を分けて並行実行しコアを活用する

  マルチスレッドは、一つのプログラムの中で並列に実行できる処理を複数のスレッドに分け、同時並行で走らせる方式である。複数の演算コアを持つCPUではスレッドを各コアに割り当てられるため、処理能力を有効に使える。画面表示の方式、通信の同報方式、複数OSの起動方式とは領域がまったく異なる。

  出典：平成27年度 春期 ITパスポート試験 問65（IPA）

• マルチスレッドの説明として、適切なものはどれか。

  正解：一つのアプリケーションプログラムを複数の処理単位に分けて、それらを並列に処理すること

  要点：マルチスレッドは1プログラムを複数の実行単位で並行処理

  スレッドはプログラム内部の処理の実行単位で、一つのプログラムを複数のスレッドに分けて同時並行に走らせる方式が問われている。片方が入力待ちの間にもう片方が計算を進められるため、応答性や処理効率が上がる。複数の演算回路を持つことはマルチコアであり、両者は別の概念である。

  出典：平成30年度 秋期 ITパスポート試験 問59（IPA）