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◆ Multi CPU & Multi MPUボード（ マルチCPUボード ） |
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◆ 近年、進化した多機能・高性能で低価格なシングルチップのマルチ・コアMPUやCPUの種類も年々増えてきました、ここでは制御関係での応用できるマイコン・ボード( MPU Board & CPU Board ) や疎結合マルチCPUボード、密結合マルチCPUボードを取りあげていきたいと考えております。 制御関係で使用するCPU Boradは低価格で、低消費電力でコンパクトなBoardであることが重要な要素であり、某OA用のPCで使用しているCPUに冷却ファンを必要するようなBoardは敬遠されます。 ◆ 組み込み関係プロセッサも、マルチ・コアとマルチ・スレッドの時代 2010.05.28 ◆ Dual Core x 8 プロセッサ・ボード '07.11.18 デュアル・プロセッサ ( PA6T-1682 ) x 8個搭載のPowerPCボードXCalibur1411は凄い、CPUはPA6T-1682が9個実装されている。1枚のボードで2.0GHz Dual-Core x 8の性能はピークで55GFLOP/sに達するであろう。OSはLinux, VxWorks, QNXなどが対応しており、当然、開発用のC コンパイラーはGNU C (gcc) を利用できるのであろう。 次期地球シミュレータは100TFLOP/sの性能が目標であるそうであるが、XCalibur1411を2,500個程度を使用すれば100TFLOP/s以上の性能を出せるであろう。その製造コストは地球シミュレータの10分の１程度以下で済むでないのか・・・。税金の無駄遣いは止めてほしいものである。 ◆ Dual Cell プロセッサ・ボード '06.02.18 ブレード・サーバ用デュアル・プロセッサの Cell x 2 / 3GHzボード（ CPUコア数18個 ）が製品化されそうである。OSはYellow Dog Linuxが対応するようであり、ラックに複数実装すれば、TeraFLOPSのスパコンとなってしまうのである。技術の進歩は素晴らしいですね。詳細はMercuryと言うページで公開されている。 ◆ PowerPC 970FXのマルチCPUボード '04.7.10 モトローラ社は64bit Dual PowerPC 970FX 1.8GHzのPPC2101を発表しました、FSB 1GHzのブリッジCPC925を採用し8GBのDDR SDRAMメモリ、Dual Ultra320-SCSI, USB 2.0, 64bit 133MHz PMC-X, イーサネット, RS-232Cなどを内蔵した高性能なMPU ボードです。 16GbpsのRapidIOとDDR SDRAMメモリコントローラ、キガビット・イーサネットなどを内蔵したMPC-8540, MPC-8560 / 1GHzを利用すれば、疎結合型マルチプロセッサ・ボードを開発可能でしょう・・・、MPC-8540とMPC-8560はオプションで2GMACsの性能のSIMDを内蔵できるため浮動少数点演算も高性能となります。'03.07.30 又RapidIOかHyperTransportを内蔵したPowerPC G4やPowerPC G5を開発すればCPUボードのハードベンダーは本格的なマルチCPUボードを開発可能であり、米IBM社と米Motolora社に期待したいところです。'03.07.30 CPU内部のスーパースケラーやパイプラインでの並列処理、或いは演算ユニットを増やし並列度を上げたり、高クロックによる性能向上も限界に達することは目に見えており、スパコンのようにマルチプロセッシングの方が格段に性能向上するでしょう・・・。'03.07.30 Xeonの高価なサーバを除いてPentium系では殆どないPowerPC G4を2個搭載したPowerMac G4 Dual 1.4GHzやPowerMac G5 Dual 2GHzは唯一のパーソナルな密結合マルチプロセッサ・マシンであり、PowerMac G4 Dualでは3次キャッシュ・メモリも2MB ( 4GB / s ) の大容量であるため、そのDual CPUでの性能はシングルCPUと比較しても1.6〜1.8倍の性能を実証しています。 PowerPC G4を4個搭載したVMEタイプの組み込みCPUボードやPowerPC 750FXを3個搭載したVMEタイプのCPUボードが存在しますが、組み込み関係でのPentium系では残念ながらDual CPUのみであり、大きな消費電力とCPUの発生熱量の問題で不向きでしょう・・・。 MPC-7457はL3 キャッシュ1〜3MBまで対応しており、ファームウェアのプログラムがL3 キャッシュ3MB内に納まってしまい高性能となります、MPC-7457 / 1.3GHzを4個搭載したVMEタイプCPUボードを開発すれば、浮動少数点演算が約40GFLOPsの性能を出せるでしょう・・・。'03.0.30 SMP対応のOSはLinuxSMPやMachがありますので、クラスター関係の並列処理よりも性能が格段に向上するでしょう、CPUのL3キャッシュメモリと共有メモリとの不一致、つまりインコヒーレント ( Incoherent ) を回避するため技術であるライトスルーやライトバック、或いはマルチスレッド技術などのを応用すれば問題がないでしょう・・・。 ◆ Dual PowerPC 7450搭載MicroATXボード Pegasos社のPowerPC 750CXe又はDual PowerPC 7450を搭載可能なMicroATXボードがあります、インターフェース関係はPCI-Busスロット3個とAGPスロット１個, PS /2 Mouse / Keyboard, USB, 10 / 100 Ethernet, ATA / 100 IDE, F/D, RS-232C, パラレル・・・など、対応OSはMorphOS, Debian Linux, SUSE Linux, OpenBSD, NetBSDなどがあり、将来Yellow Dog Linux, BeOS, NewOS, OpenBeOSなども対応予定です。 ◆ 最近、FPGAやPLDを内蔵したシングルチップ・MPUが登場してまいりました、このようなMPUを利用すれば小型で低価格なMPUボードを製作できます、多量の74シリーズICでロジック回路を組む必要がなくなりました、技術の進歩は素晴らしいです、又アルファプロジェクト社からはSH-2( SH-7044 / 7144 ) / 25MHz & 50MHzとAltera社のACEX1XのFPGA, SRAM / 1Mbyteを搭載したMPUボードが発売されています。 '03.3.25 ◆ PowerPC 7457+Virtex-2 Pro CPU-ボード X-ES社は、PowerPC 7457とXilinx社のVirtex-2 Pro ( PowerPC Core 4個+FPGA )チップ搭載の5個のマルチプロセッサCPU Compact PCI ボード のX Calibur2000は、半端な仕様ではありません、PowerPC 7457の専用メモリバスとは別にVirtex-2 Proのメモリバスがあり、更にRapidIO接続によるPCI-XバスのI/Oバスとバスデータ転送がボトルネックとならないよう工夫されているようです、又 1Gbps Ethernet, 1GB 266MHz DDR-SDRAM, 512kbytes Flash-ROM・・・などとその仕様は現存する組み込みCPUボードでは最高の機能と性能となることでしょう、対応OSはVxWorksとLinuxLSPです。 ◆ PowerPC 750GX 搭載CPUボード Orion社の二次キャッシュ1 MB内蔵PowerPC 750GX / 1GHz又はPowerPC G4 ( MPC-7410 )を搭載可能なMPUボードがあります、CompactPCIとVME-Bus対応の３種類ありメモリはDDR-SDRAM ( 2.1GB/s, 266MHz) 2GB, Flash-ROM 32MB, 10 / 100 / 1,000 Ethernet, コンパクトFlash-ROMなど・・・、本格的な組み込みボードに応用できるでしょう。 ◆ PowerPC 750FX 搭載Teron PXボード Mai Logic, Inc.社の大容量二次キャッシュ1 MB内蔵PowerPC 750GX / 1GHzを搭載可能なTeron PXボードがあります、又MPC 74xxのマルチCPU ( SMP )もサポートしており、インターフェース関係はPCI-Busスロット４個とAGPスロット１個, PS /2 Mouse / Keyboard, USB, 10 / 100 Ethernet, ATA / 100 IDE, F/D, RS-232C, パラレル・・・などPC関係と同等ですので、Linuxなどの本格的なCPUボードとして応用できそうです。 1990年代頃の低速なx86系CPUのMS-DOSマシン上で高速に並列処理可能なマルチCPUボードが存在していました、それはトランスピュータと言う従来のノイマン型のコンピュータとは別物の優れたアーキテクチャでした。 CPUチップ内にマルチタスク機能やタイマー・シリアル リンク インターフェースなどの搭載していたため、小さなボードにCPUとメイン・メモリを搭載しシリアル リンク インターフェースで簡単にマルチCPU疎結合できるため、１つのボードに4個程度のCPUを搭載できる優れものでした。 更に複数個のボードでマルチCPUの個数を簡単に増やせるのでマルチCPUシステム構築が可能でした、当時では、x86系の遅いCPUで実現不可能な特殊なシステムに応用されていました。 プログラムをシリアル・リンク・インターフェースから簡単にローディングが可能であり、並列処理言語であるOccamで並列処理プログラミングが可能と言う低価格なマルチCPUボードでした。 ◆ PowerPC 搭載マルチCPU VME & PCIボード PowerPC 750FXやPowerPC G4を搭載したVMEボードが米のメーカから発売されています、1GHzのPowerPC G4を活用し高性能な製品を開発可能でしょう・・・。 PowerPC G4をQuad ( 4個 )、或いはDual搭載のVME マルチCPUボードやPowerPC 750FXを2〜3個搭載したマルチCPU ボードがあります、特にSCS750はPPC-750FX / 3個を別々のバスでブリッジ・チップに接続しメモリとのデータ転送の性能向上を図っているようです、本格的で高性能なCPUボードを制御関係に応用可能でしょう・・・。 PowerPC マルチCPUボードの消費電力11〜40Wに対しXeon / 2GHz x2個のPCIボードの消費電力は110W程度と3〜6倍大きいです、超低消費電力と言っているPentium-M / 1.6GHz x1個ボードでさえ消費電力が76Wと大きい・・・。 RT-Linux v2.0以降では、SMPにも対応したが、特にPentium関係では割り込み制御用 I/O APIC関係のLocal APICレジスタを用いたマルチCPU ( SMP ) での割り込み制御絡みスレッド・スケジューリングが複雑となっているのでしょう・・・、事実、Pentium-3やPentium-4は組み込み用マルチCPU VMEボードが殆どなく、PowerPC G3 & PowerPC G4は2〜4個のマルチCPU VMEボードが多数存在します。 PC関係でもDual-CPUのPentuim-3 & 4を製造しているメーカは殆どありません、WindowsNT / 2000のでは、Dual-CPUでの期待したパフォーマンスが得られないのでしょう・・・。
◆ 最近、進化した高性能で多機能・低価格したMPUが増えてまいりました、そのMPU応用した利用価値のあるMPUボード も年々増えております。 高性能が要求される関係には、Kyastem社製のPowerPC / 600MHZを4個搭載したマルチCPU BoardはVME Busタイプで、L2 Cache / 1Mbyte ,SD RAM / 128〜512Mbyte ,Flash ROM / 34Mbyte ,10 /100 baseTX ,SCSI-I/ F などをワンボードに実装しており利用価値があります、DOS /VなどのBoardではまず登場することはないスペックです。 小型のPowerPC G4（ MPC-7400 ）のCPU Boradもあります、米Cowboy Industries社のPC 104 / Plusタイプで、L2 Cache / 1Mbyte ,SO DIMM / 256Mbyte ,Flash ROM / 4Mbyte ,PCI bus ,ISA bus などのを実装したボードであり、小型の高性能な組み込み装置に最適でしょう。 www.embeddedplanet.comのRPX Lite & Licc BoradはPowerPC（MPC-823）,LCD I/F ,PC / 104 ,16Mbyte -F ROM , 16Mbyte SDRAM ,10baseTX ,PCMCIA I/Fなどを実装しており、Hard Hat Linuxにも対応しているなど利用できる分野も多いでしょう。 www.wuerz-electronik.comのMPC-555 Feature CPU BoardはPowerPC（MPC-555）/ 40MHZ ,448Kbyte F-ROM ,26Kbyte-SRAM , 10bit A/D Converters 16Channenls, Timer Processor Unit 16 Channels ,Serial I/F 2 Channels などを実装しています、超小型なので携帯装置などに応用できるでしょう。 ◆ 低価格なCPUボード ◆ 写真の左側は秋月電子通商製のH8 MPU Boardとアルファプロジェクト社製のSH-2 MPU Boardです、写真の右側は弊社で開発したH8SXのロボット制御ボードです、一円玉３個分程度の面積のH8/3664 Boardは、Flash.ROM, SRAM, A/D Coverters, Timers, DI/DO Ports, SCI-Port, I2C-Port・・・などの周辺回路を内蔵しています、Single Chip MPUを活用すれば超小型の組込み機器やロボットを製作できます。 ◆ H8 / 3694, 36014, 3672等の7 x 7mmのシングルチップ16bitマイコンを利用すれば超小型MPUボードを製作可能です、小型ロボットや小型マイコン組込み製品の製作が可能であり、又11 x11mm〜13 x 13mmの超小型SH-3シングルチップを利用すれば本格的なロボットやFA制御装置, PLC等の製品を開発できます。'03.3.21 ◆ 最近、制御関係やEmbedded関係でのLinux応用が注目されており、そのRealTime-Linuxが稼動するCPU Boardも注目されています、特にPowerPC関係はそのCPU Boradもどんどん増えております。 ec336 V2 CPU Boradも92 X 55 mmと超小型で、CPU MC68336 / 20MHZ ,1Mbyte F-ROM ,1Mbyte-SRAM , 10bit A/D Converters 16Channenls, Timer Processor Unit ,Serial I/F 2 Channels ,PWM などを実装していて、その消費電力がわずか 5V / 150mAです。 リネオ社のuCsimmやuDimmは超小型のサーバを製作できます、その仕様はCPU DragonBall 16MHZ or 33MHZ ,LCD I/F ,2Mbyte F-ROM ,8Mbyte D-RAM , 10base-T , RS-232C などであり、そのサイズはなんと30pin SIMMメモリ・モジュールなのです、多分世界一超小型のサーバとなるでしょう。 リネオ社は同様な超小型のARM7TDM1やColdFireなどのCPU搭載したBoardを開発するそうです。これらのCPU BoardはRealTime-Linuxが動作するようです。 ◆ MacOS X でのH8 & SHマイコンのソフト開発 MacOS X 10.2での GNU gccによる H8 & H8S,SH-2,SH-3,SH-4 マイコン開発環境を構築しましたので、このページをご参照下さい。 ◆ MacOS X でのH8/2238のソフト開発 H8S / 2238組込み特殊な計測装置のファームウェアーをMacOS X上でgccにより開発しました、詳細な内容はこちらのページをご覧下さい。 ◆ コンピュータと制御関係のページ 弊社の製品 弊社の低価格なボード・ソフト製品一覧 ◆ このページに情報を掲示されたい方はどうぞお気軽にご連絡下さい、無料で掲示致します。又ご希望があれば御社のページへリンク致します。 このページへはご自由にリンクして下さい、その際Ｅメールでご感想などをご連絡戴ければと思います。
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