ブックタイトル実装技術3月号2014年特別編集版

概要

実装技術3月号2014年特別編集版

これあれ塾前田真一の最新実装技術連 載第36回 コンピュータの並列処理とバス幅の増大1. ゲーム機のメモリーバス　昨年はSony のPlayStationとマイクロソフトのXbox の新製品、PlayStation4とXbox Oneが発売されました。　この2つの最新ゲーム機は、中を見ると非常に似通った設計になっています。　特にプロセッサとメモリの接続は、まったく同じといってよいほど共通しています。　PlayStation4 はGDDR5、Xbox OneはDDR3とメモリは違いますが、両方とも16ビット（8ビット×2）のDDRメモリを8 個並列に接続して256ビット（8ビット×16）の並列データバスとなっています。　256ビットの並列バスとなると、基板の配線も非常に困難です（図1）。　なぜ、このような幅の広いメモリバスが必要になるのでしょうか？これは、ゲーム機ではグラフィックの機能が非常に重要だからです。　ゲーム機の差別化は、美しくリアリティのあるグラフィックが高速にスムーズに動くことが製品の差別化になっています。このグラフィック機能の向上のためにはこれまでのCPU（Central Processor Unit）やMPC（Main Processor Unit）と呼ばれる演算処理機能とは別に、GPU（GraphicProcessor Unit）と呼ばれるグラフィック専用のプロセッサが開発されています。　このGPUが大量の並列メモリバスを要求します。2. 3Dグラフィックスの演算　ここで、3Dグラフィックスの理論について考えて見ます。なお、参考資料、及び説明の図としては、＜参 考 文 献＞の、1）を引用しました。　グラフィックスの基本はフレームワーク演算とレンダリングです。フレームワークというのは物体の外形を多くの直線で近似した図形です（図2）。人間など、複雑な形状の図形ではこの直線の数は必然的に多くなります（図3）。　レンダリングはフレームワーク画像の線と線の間を補完して、詳細なグラフィックを作成すると同時に光線や影の影響を考慮して、表面色を塗ることです。　図形の基本を決めるのはフレームワークとなります。直線は始点と終点の2つの点の座標で表せます。フレームワークによるグラ図1　Xbox One（from Chip Works） 図3　人形のフレームワーク図2　簡単な図形（円錐）のフレームワーク48