1. はやみず ゆうと

2. はやみず ゆうと (早水 悠登)
id:hayamiz, @hayamiz
修士課程 入院1年目
研究室：情報爆発の爆心地
就職活動中 だれか雇って！
卒論：Transactional Memory関係
現在：データベース関係
Transactional Memory Primer 2

3. 1. Transactional Memory(TM)とは
2. 現状(のような話)
1. Hardware TM
2. Software TM
3. STMメリット、デメリット
4. (時間があったら)おまけ
Transactional Memory Primer 3

4. 知ってる人はどのくらいいる？
Transactional Memory Primer 4

5. 並列プログラムの同期手法の１つ
ロック（排他的制御）によっておこる困った
問題をいくつか解決してくれる
Dead lock
Priority inversion
…
×ロックの代替
Transactional Memory Primer 5

6. ロックによる並列制御
スレッドA スレッドB
Lock(m)
Lock(m)
Transactional Memory Primer 6

7. ロックによる並列制御
スレッドA スレッドB
Start Txn
Start Txn
TMload(x)
TMstore(y,x+1)
衝突
TMload(y)
TMstore(x,y+1)
Restart Txn
Transactional Memory Primer 7

8. ロック
排他的
悲観的 … みんなでさわるとマズいよね、、、
Transactional Memory
投機的
楽観的 … マズいことになったらリセットすれ
ばいいじゃん
イメージはつかめましたか？
Transactional Memory Primer 8

9. クリティカルセクション
→トランザクション
Lock(mutex) → Start transaction
Unlock(mutex) → Commit transaction
共有メモリアクセス
→ TMのメモリアクセスAPI
Transactional Memory Primer 9

10. 1. Transactional Memory(TM)とは
2. 現状(のような話)
1. Hardware TM
2. Software TM
3. STMメリット、デメリット
Transactional Memory Primer 10

11. 1. Hardware Transactional Memory
2. Software Transactional Memory
Hybrid Transactional Memory
忘れ去られてる感
Transactional Memory Primer 11

12. 元祖TM (Maurice Herlihy, 1993)
最近まで：シミュレータの実装のみ
最近：Sun Rock Processor
とうとう動くハードウェアが登場か?
延期
延期
Transactional Memory Primer 12

13. Sun買収 ＼(^o^)／
Transactional Memory Primer 13

14. Sun Rock Processor
プロトタイプ実装の論文は出ている
何ができるの?
K-word Compare&Swap が作れたり
効率良く lock-free data structure が実装できたり
複雑な処理 ×
トランザクションのリスタート：TLB miss, async
interrupt, branch misprediction, floating point division,
…
Transactional Memory Primer 14

15. アカデミックの世界で流行
PPoPP 2007 2本
PPoPP 2008 9本
PPoPP 2009 4本
PPoPP 2010 8本
ライブラリ、言語も増えつつある
DSTM2(Java), Deuce STM(Java),
TinySTM(C/C++), TL2(C), RSTM(C++),
Clojure
Transactional Memory Primer 15

16. 使い物になるの？
速さが必要なものには使えない
２～３倍遅くなる
スクリプト言語の機能としてはアリでは？
複雑なデータ構造：有効そう
例：巨大なグラフ、ハッシュテーブル
→各スレッドは一度にごく一部しか編集しない
→データの競合がない
→スケールする
Transactional Memory Primer 16

17. 1. Transactional Memory(TM)とは
2. 現状(のような話)
1. Hardware TM
2. Software TM
3. STMメリット、デメリット
Transactional Memory Primer 17

18. Hardware TM … できないことが多すぎる
ので割愛
Transactional Memory Primer 18

19. ○ Deadlockが起こらない
ヤバくなったらリセットすればおｋ
Transactional Memory Primer 19

20. ○ Composable
ロックを使ったプログラム … ロックする順番
に気をつける必要
STM … どんどんトランザクションをネストし
てもおｋ
Transactional Memory Primer 20

21. ○ Composable
Lock(A) Lock(B)
Function Function
call Lock(B) call Lock(A)
祝・デッドロック
Transactional Memory Primer 21

22. ○ Priority inversionがおきない
High
うごけない！！
Middle
Low
Priority
Transactional Memory Primer 22

23. ○ Priority inversionがおきない
Mars Pathfinder
Priority inversionが
原因で再起動
Realtime systemで
は致命的
Transactional Memory Primer 23

24. ○ Priority inversionがおきない
トランザクション同時が衝突したとき
優先度に応じてリスタートするトランザク
ションを決定
できるらしい
Transactional Memory Primer 24

25. × データ競合が頻発する場合くそ遅い
トランザクションがリスタートしまくる
カウンタのインクリメント
線形リストのinsertion, deletion
Transactional Memory Primer 25

26. × 取り消し可能な命令しかトランザク
ション中に実行できない
リスタートできないといけない
I/Oができない!!!
I/Oを実行するトランザクションは排他的に、
という逃げの手段も
TMのメリットが損なわれてしまう
Transactional Memory Primer 26

27. ほかにもいろいろ、、、
もう忘れました
Transactional Memory Primer 27

28. Hardware TM
搭載製品が世に出ることはあるのだろうか、、
Software TM
いろいろ制限はあるけれど
いろいろメリットもあります
嬉しいシーンはあるはず
Clojure！
Transactional Memory Primer 28

29. 道具としてのsoftware transactional
memory
Atomic blockの一実装
parallelFor(i <- 0..99) {
atomic {
y[i] = x[i+1] + x[i];
}
}
Lock Allocation
Transactional Memory Primer 29