スレッドビルディングブロック

スレッドビルディングブロック
開発者	インテル
安定版リリース	2021.8 / 2023年2月17日; 21ヶ月前
リポジトリ	github.com/oneapi-src/oneTBB ;
書かれた	C++
オペレーティング·システム	FreeBSD、Linux、Solaris、macOS、Windows、Android
タイプ	ライブラリまたはフレームワーク
ライセンス	デュアル：商用/オープンソース（Apache 2.0）、プラスフリーウェア
Webサイト	github.com/oneapi-src/oneTBB ; intel.com/oneTBB;

oneAPI Threading Building Blocks (oneTBB、旧称 Threading Building Blocks または TBB) は、マルチコアプロセッサでの並列プログラミング用にIntelが開発したC++ テンプレートライブラリです。TBB を使用すると、計算は並列実行可能なタスクに分割されます。ライブラリは、これらのタスクを実行するスレッドを管理およびスケジュールします。

概要

oneTBB プログラムは、アルゴリズム、つまり高レベルの並列プログラミングパラダイム (別名、アルゴリズムスケルトン)に従って、依存タスクのグラフを作成、同期、破棄します。その後、タスクはグラフの依存関係を尊重して実行されます。このアプローチにより、TBB は、基礎となるマシンの詳細からプログラミングを切り離すことを目的とした並列プログラミングの手法の 1 つとして分類されます。

oneTBB は、利用可能な処理コア間で並列ワークロードのバランスをとるワークスティーリングを実装し、コアの使用率を高めてスケーリングします。最初は、ワークロードは利用可能なプロセッサコア間で均等に分割されます。1 つのコアが作業を完了しても、他のコアのキューに大量の作業が残っている場合、oneTBB はビジーコアの 1 つからアイドルコアに作業の一部を再割り当てします。この動的な機能により、プログラマーとマシンが切り離され、ライブラリを使用して記述されたアプリケーションは、ソースコードや実行可能プログラムファイルに変更を加えることなく、利用可能な処理コアを利用するようにスケーリングできます。プリンストン大学の研究者は、TBB でのワークスティーリング実装の 2008 年の評価で、多数のプロセッサコアに対しては最適ではなく、32 コアシステムで特定のベンチマークを実行すると、計算時間の最大 47% がスケジューリングオーバーヘッドに費やされることを発見しました。^[3]

oneTBB は、STL (およびそれに基づく C++ 標準ライブラリの一部) と同様に、テンプレートを広範に使用します。テンプレートはコンパイル時の構成要素であり、最新の C++コンパイラーで大部分が最適化できるため、オーバーヘッドの少ない多態性という利点があります。

oneTBBは、サポート付きのバイナリ配布物として市販されており、^[4]ソースとバイナリの両方の形式でオープンソースソフトウェアとしても入手可能です。

oneTBBは決定論やデータ競合の回避を保証するものではない。^[5]

ライブラリの内容

oneTBB は並列プログラミングのためのコンポーネントのコレクションです。

基本アルゴリズム: parallel_for、、parallel_reduceparallel_scan
高度なアルゴリズム: parallel_pipeline、parallel_sort
コンテナ: concurrent_queue、、、、、、、、、concurrent_priority_queueconcurrent_vectorconcurrent_hash_mapconcurrent_unordered_mapconcurrent_unordered_setconcurrent_mapconcurrent_set
メモリ割り当て: scalable_malloc、、、、、、scalable_freescalable_reallocscalable_callocscalable_allocatorcache_aligned_allocator
相互排除：mutex、、、、、、spin_mutexqueuing_mutexspin_rw_mutexqueuing_rw_mutexrecursive_mutex
タイミング: ポータブルで細かいグローバルタイムスタンプ
タスクスケジューラ: タスクの作成とアクティブ化を直接制御します

参照

注記

^ 「oneAPI スレッドビルディングブロック Github リリース」。GitHub。
^ 「Intel サポートの無償オプション、ロイヤリティフリー」。
^ Contreras, Gilberto; Martonosi, Margaret (2008). Intel スレッディングビルディングブロックの特性評価とパフォーマンスの向上(PDF)。IEEE 国際シンポジウム「ワークロード特性評価」
^ https://software.intel.com/en-us/intel-tbb Intel スレッディングビルディングブロック商用版ホームページ
^ Bocchino Jr., Robert L.; Adve, Vikram S.; Adve, Sarita V.; Snir, Marc (2009)。並列プログラミングはデフォルトで決定論的である必要があります。並列処理のホットトピックに関するUSENIXワークショップ。

参考文献

ヴォス、マイケル。アセンホ、ラファエル。ジェームス、レインダース (2019)、Pro TBB、Apress、土井: 10.1007/978-1-4842-4398-5、ISBN 978-1-4842-4397-8、S2CID 195847637
Reinders, James (2007 年 7 月)、Intel Threading Building Blocks: Outfitting C++ for Multi-core Processor Parallelism (ペーパーバック版)、セバストポル: O'Reilly Media、ISBN 978-0-596-51480-8
Voss, M. (2006 年 10 月)、Intel Threading Building Blocks の汎用並列アルゴリズムによるスケーラブルな並列処理の解明、2012 年 2 月 5 日にオリジナルからアーカイブ、 2007 年 6 月 6 日に取得
Voss, M. (2006 年 12 月)、Intel Threading Building Blocks の同時実行コンテナーによる安全でスケーラブルな並列処理の実現、2012 年 2 月 5 日にオリジナルからアーカイブ、 2007 年 6 月 6 日に取得
Hudson, Richard L.; Saha, Bratin; Adl-Tabatabai, Ali-Reza; Hertzberg, Benjamin C. (2006)、「McRT-Malloc」、2006 年国際メモリ管理シンポジウム議事録 - ISMM '06、pp. 74–83、doi :10.1145/1133956.1133967、ISBN 978-1595932211、S2CID 9120368

外部リンク

oneTBB 業界仕様
GitHub上の oneTBB
インテルの公式サイト

[1] 「oneAPI スレッドビルディングブロック Github リリース」。GitHub。

[freelib-2] 「Intel サポートの無償オプション、ロイヤリティフリー」。

[contreras-3] Contreras, Gilberto; Martonosi, Margaret (2008). Intel スレッディングビルディングブロックの特性評価とパフォーマンスの向上(PDF)。IEEE 国際シンポジウム「ワークロード特性評価」

[TBB.com-4] ttps://software.intel.com/en-us/intel-tbb Intel スレッディングビルディングブロック商用版ホームページ

[5] Bocchino Jr., Robert L.; Adve, Vikram S.; Adve, Sarita V.; Snir, Marc (2009)。並列プログラミングはデフォルトで決定論的である必要があります。並列処理のホットトピックに関するUSENIXワークショップ。