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ポータブルスパコン製作顛末記

からぼ(@kalab1998)

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自己紹介

● からぼ　こと　渥美清隆● twitter: @kalab1998

Kiyotaka Atsumi labは1998年から始まった．● facebook:

https://www.facebook.com/kalab1998● 鈴鹿高専情報処理センター専任の准教授

どちらかと言えば情報セキュリティ屋さん

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製作動機

高専プロコン競技部門を計算パワーでブッチギレ！！！

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こんな感じのものを作る

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今日の大事な事

● W = V I✕電力は電圧と電流の積である．

● V = R I ⇒ W = ( R I ) I = R I✕ ✕ ✕ ✕ 2

電力は電流の２乗に比例する．

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お話の舞台

● 全国高専プログラミングコンテスト競技部門● 基本的にはコンピュータにゲームプレイヤを演じさせる．● ゲームのルールは毎年変わる．

– 誰からも干渉されないソリティア

– 結託と裏切りが可能なバトルロワイヤル

● コンピュータは持ち運び可能で2台まで可能● 電力は11チームチーム150W150Wまで

上記2つは運営進行の都合によるものと思われる

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会場の雰囲気

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ソリティアの例第20回「何色? サッと見 発見伝」

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干渉ゲームの例第21回「水瓶の恵み－緑と水のネットワーク－」

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共通したゲームの性質

● 某テレビ局が取材しやすい● 某テレビ局にとってテレビ映りが良い

● 4〜8チームによるリアルタイム同時進行● ピンポン玉やサイコロなどのトークンを使うことも● 完全情報ゲームとは限らない● ヒューリスティックな探索アルゴリズムが有効

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ブッチギリの計算性能...● 探索問題はコア数とメモリ量の勝負● 整数計算が多く，単精度でも問題ない

(2008年当時)● Core2Duo T7700 2.4GHz (20GFlops)普通過ぎる...

● Core 2 Extreme X9000 3.2GHz (24GFlops)+ GF8800MGTx2 (500GFlops x2)高すぎる，バッテリもたない，電力オーバ

● もっと上を目指すには...

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GPUx4のデスクトップマシンのポータブルマシン化

(約10TFlops)

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主な構成(準備時，控え室)

最大GPUx2x2による10TFlops構成

商用電力からATX電源で供給

管理用のノートパソコン

主催者側のゲーム管理システム

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主な構成(プレイ時, ステージ上)

最大GPUx2x2による10TFlops構成

バッテリからDC-DCコンバータで電力供給

管理用のノートパソコン

主催者側のゲーム管理システム

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ポータブルスパコンのATXケース

● 鞄屋さんに専用鞄を特注(約3万円)● ATXケースのM/B固定鋼板を切り出して鞄に固定し

て，M/Bを取付● DC-DCコンバータ，サスペンド用バッテリ(後述)取付● ディスプレイパネルを鞄の蓋に固定● キーボード，マウス収納空間の確保● メインバッテリを外せば，普通の鞄として持運び可能

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バッテリの検討

● 1日に最大3回のゲームプレイが必要● 1回のゲームで15分〜20分● ATX電源は1000W程度のものを使うなら，バッテ

リは1000Whくらいが必要● 自動車の通常のスタータバッテリは規格容量の

50%以上を使うと，急速に劣化● マリンスポーツ用ディープサイクルバッテリは規格容量の80%程度まで使える．⇒ 12V/105Ahのディープサイクルバッテリを2台　用意して，状況に応じて交換する．

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ディープサイクルバッテリの例

● 案外安い！● 45度以上の傾き厳禁！● 充電時のみ僅かに水素ガスが漏れるので火気厳禁

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ゲームプレイシナリオ

● 控え室でプログラムの最終調整● ゲーム開始20分前に舞台袖に移動，商用電力なし● ゲーム開始5分前に舞台上へ移動，準備．● ゲーム実施● ゲーム終了後2分で舞台袖へ移動● 舞台袖から速やかに控え室などへ移動

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運用上の問題と解決

● 12V/105Ahバッテリ接続での移動は危険● 舞台上でバッテリ接続からのコールドブートでは

ゲームに間に合わない

● パソコン本体にサスペンド維持用のバイクバッテリを搭載，バイクバッテリはフローティング充電

● ゲーム前舞台袖で，バッテリ接続，コールドブート，最終セットアップ，スタンバイ，バッテリを切断

● 舞台上でバッテリ接続● バッテリ接続，切断用の専用コネクタ，ヒューズ

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トラブル！！！● バッテリを使ったマシンテスト中にプラスチックが溶ける匂いが...⇒ 1.25sq(10A)のケーブルが溶けてきた！⇒ 1.25sqのケーブルを12本並列接続で対処

● DC-DCコンバータの電源入力部電解コンデンサが爆発！⇒ 元々，不良品だったことが判明，交換

● 電圧が低いと電流が増える．● 電流が増えると，電力線に掛かる熱損失電力は2乗

で増大⇒危険！

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結果

● 1号機はGeForce9800GTXが1枚だけ● 結局プログラムが上手く動かず初戦敗退● ただし，審査員特別賞を頂く

● 2号機はRadeon HD5970 2枚で準備● プログラムの開発が思うように進まず，使用を断念

● 3号機は幻に...orz

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今後の高専プロコン

● ノートパソコンのGPUを利用したチームが増加● FPGA● APUの動向次第でコーディングスタイルも変化？

AMDは浮動小数点演算を全部GPU側に投げるつもりなのだろうか？

● コンピュータパフォーマンスのレギュレーションを規定するか，理論性能値の制限 (まるでF1)

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おまけ

● 最近のGPUボードは物理的に重過ぎる● 重いGPUボードを積んだマシンの移動方法に注意● GPUボードが垂れて，M/Bを壊す恐れあり● 今回も結束バンドで固定してきたけど微妙...