フロップス【FLOPS】

導入

FLOPS(フロップス、Floating-point Operations Per Second)はコンピュータ性能指標の一つ。


コンピュータさんの性能指標だよ

「1秒間に何問解けるか」を表す数値だよ


今回は、FLOPSについて書きたいと思います。

理論計算性能は簡単に計算できますので、分からなくなったら自分で計算してみてください。

メモリバンド幅の計算方法については以下をどうぞ↓


FLOPSとは、コンピュータの処理速度をあらわす単位の一つで、1秒間に実行できる浮動小数点数演算の回数。科学技術計算や3次元グラフィックス処理などにおける性能指標として用いられることが多い。









とは

FLoating point number Operations Per Secondの名称が示す通り、1秒間に浮動小数点演算が何回できるかの指標値ひいては性能値の事を指す。

ハードウェアの仕様として用いられるのは理論値であるが、ベンチマークソフトなどの計測から導き出される計測値は、理論値からは原則的に下がる。その為、理論値だけでなく、「理論的に算出された値の何%で実際のプログラムが動作するか」ということが重要になる(実測値)。実際の値が理論値に近いほど、より効率的なコンピュータだと考えられるからである。

パーソナルコンピュータ(以下PCと表記)向けのCPUGPUメーカーは、計算ノードとしては単一のノードとなるので通常理論値で発表する(理論値がほぼそのまま実効値となる)が、一般的に並列方式スーパーコンピュータ(以下スパコンと表記)では多数の計算ノードのクラスタとして構築されるため、実際の計算能力を理論値に近づけるには高度な運用能力が必要であり、理論値ではなく LINPACK ベンチマークでの実測値がよく使われている。

2016年前後の時点において、普及している家庭用のPCのCPUはGFLOPS、スパコンの世界1位はPFLOPSの単位であるが、ムーアの法則にそって高速化が進んでおり、2018年に並列度1億でLINPACK性能値はEFLOPSの単位に到達すると予想されている[1]2000年頃からの理論値ではPCとスパコンの比例値は、おおよそ1万倍の差で推移している。

2020年4月現在、世界最高速のスパコンはSummitで200PFLOPS[2]。分散コンピューティングでは、Folding@homeが2.4EFLOPSを突破した[3]


「フロップス(FLOPS)」は、コンピュータの処理能力の単位で、1秒間に浮動小数点演算を何回できるかという能力を表しています。フロップスの前には、国際単位系で定められた接頭辞をつけて、つぎのように表現します。

  • 1G(ギガ=10の9乗)フロップス:1秒間に 1,000,000,000回
  • 1T(テラ=10の12乗)フロップス:1秒間に 1,000,000,000,000回
  • 1P(ペタ=10の15乗)フロップス:1秒間に 1,000,000,000,000,000回

スーパーコンピュータ「京」は、1秒間に 10,000,000,000,000,000回(10ペタフロップス=10の16乗)、日本の数字の単位では1京回、の計算ができます。「京」の愛称の由来のひとつは、この1秒間にできる計算回数です。


floating-point operations per secondコンピューターの処理能力を表す単位の一。浮動小数点演算を1秒間に何回実行できるかを示す。


FLOPSとは、コンピュータが1秒間に処理可能な浮動小数点演算回数を示す単位である。コンピュータの処理性能を示す単位としてよく用いられる。

FLOPSは、多く場合SI接頭辞合わせてMFLOPSGFLOPSTFLOPSPFLOPS、EFLPOSなどと表記される。MFLOPSはFLOPSの千倍TFLOPSはFLOPSの1兆倍である。スーパーコンピュータハイパフォーマンスコンピューティング性能評価において用いられる場合多く、「スーパーコンピュータTOP500」の主要な評価指標にもなっている。

コンピュータの処理性能の向上に従い、単位であるFLOPSにもより上位SI接頭辞が付くようになっている世界トップクラススーパーコンピュータの処理性能を示す単位2000年頃からTFLOPS主流となり、2005年移行、「MDGRAPE-3」や「Roadrunner」の登場によりPFLOPS世代へと突入している。

FLOPS(フロップス、Floating-point Operations Per Second)はコンピュータ性能指標の一つ。


フロップス (FLOPS)とは

コンピュータさんが、どれだけ賢いか判断するための指標のひとつ
であり

「おまえ、ちょっと、この計算を1秒間で解けるだけ解いてみろ」とコンピュータさんに問題を解かせて、1秒間あたり何問解けたかを表す数値
です。


FLOPS(フロップスと読みます)は、FLoating-point Operations Per Secondの略でコンピュータの性能指標の一つです。

FLOPSは、1秒間に浮動小数点演算が何回できるか示す値です。

例えば、1秒間に10回演算が出来るマシンは、「10FLOPSの性能を持つ」ということになります。

最近のコンピュータは性能が上がってきていますので、1兆FLOPSなど、非常に大きな値になります。

そういったときには、Giga(ギガ)とかTera(テラ)とかの接頭辞をつけることが一般的です。

読み記号  
エクサ(Exa)E1,000,000,000,000,000,000100京
ペタ(Peta)P1,000,000,000,000,0001000兆
テラ(Tera)T1,000,000,000,0001兆
ギガ(Giga)G1,000,000,00010億
メガ(Mega)M1,000,000100万

浮動小数点数は広い範囲の実数を表現できる数値のデータ形式で、その計算を毎秒何回実行できるかをFLOPSで表す。値が大きい場合は他の単位と同じように接頭辞を付け、1000FLOPSを1kFLOPS(キロフロップス)、100万FLOPSを1MFLOPS(メガフロップス)というように表す。


FLOPSとは、コンピュータが1秒間に処理可能な浮動小数点演算の回数を示す単位である。コンピュータの処理性能を示す単位としてよく用いられる。 FLOPSは、多くの場合はSI接頭辞と合わせてMFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLPOSなどと表記される。 MFLOPSはFLOPSの千倍、TFLOPSはFLOPSの1兆倍である。 スーパーコンピュータやハイパフォーマンスコンピューティングの性能評価において用いられる場合が多く、「スーパーコンピュータTOP500」の主要な評価指標にもなっている。 コンピュータの処理性能の向上に従い、単位であるFLOPSにもより上位のSI接頭辞が付くようになっている。 世界トップクラスのスーパーコンピュータの処理性能を示す単位は2000年頃からTFLOPSが主流となり、2005年移行、「MDGRAPE-3」や「Roadrunner」の登場によりPFLOPSの世代へと突入している。





H2候補

  • FLOPS計算方法
  • 実際に自分のパソコン(Windows)でLINPACKを測ってみた。
  • まとめ:FLOPSの理論値計算は簡単。でも大事なのは実効性能
  • FLOPS値の測定

まとめ

※ このページは現在準備中です。記述内容は、以下の参考リンクより抜粋したものです。

参考

  • https://ja.wikipedia.org/wiki/FLOPS#:~:text=FLOPS%EF%BC%88%E3%83%95%E3%83%AD%E3%83%83%E3%83%97%E3%82%B9%E3%80%81Floating%2Dpoint,%E6%80%A7%E8%83%BD%E6%8C%87%E6%A8%99%E3%81%AE%E4%B8%80%E3%81%A4%E3%80%82
  • https://www.fujitsu.com/jp/about/businesspolicy/tech/k/qa/k02.html
  • https://www.weblio.jp/content/FLOPS
  • https://wa3.i-3-i.info/word15845.html
  • https://eow.alc.co.jp/search?q=flops
  • https://vectory.work/flops/
  • https://e-words.jp/w/FLOPS.html
  • https://blogs.oracle.com/yappri/flops
  • https://japan.zdnet.com/glossary/exp/FLOPS/?s=4
  • https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/supercom/about-us/member/y.-tomita/flops5024306e6e2c5b9a

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